ما هي الكواكب الخارجية وكيف يكتشفها العلماء؟

الكوكب الخارجي، أو اختصاراً "الكوكب خارج النظام الشمسي"، هو كوكب يدور حول نجم خارج نظامنا الشمسي. تم العثور على أول كواكب خارجية مؤكدة في عام 1992 حول نجم نابض، وتبعها أول كوكب حول نجم يشبه الشمس، 51 Pegasi b، في عام 1995، وفقاً لما أفادت به بوابة العلوم التي تديرها مختبر الدفع النفاث التابع لناسا.

لماذا من الصعب جداً رؤية الكواكب الخارجية

النجوم أكثر إضاءة بشكل هائل من الكواكب التي تدور حولها، لذا فإن الضوء الذي ينبعث من الكوكب نفسه يتم إغراقه عادة بوهج النجم بمعامل مليون أو أكثر، وفقاً لصفحة طرق كشف الكواكب الخارجية بوكالة الفضاء الأوروبية. لهذا السبب، تم العثور على معظم الكواكب الخارجية المؤكدة بشكل غير مباشر، من خلال قياس كيفية تأثير الكوكب على ضوء النجم الذي يستضيفه أو موضعه بدلاً من تصوير الكوكب نفسه.

طريقة العبور: البحث عن انخفاضات صغيرة في ضوء النجم

تبحث طريقة العبور عن انخفاض دوري طفيف في إضاءة النجم عندما يمر كوكب أمامه من وجهة نظر الأرض. استخدم تلسكوب كبلر الفضائي التابع لناسا، الذي تم إطلاقه في عام 2009، هذه التقنية على نطاق واسع وينسب له الفضل في تحويل علم الكواكب الخارجية، وفقاً لنظرة عامة ناسا على معلم 5000 كوكب خارجي. استمر القمر الصناعي الحالي لناسا لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS)، الذي تم إطلاقه في عام 2018، النهج ذاته من خلال مسح رقع السماء بحثاً عن انخفاضات العبور هذه، وفقاً لصفحة علوم الكواكب الخارجية بناسا.

طريقة السرعة الشعاعية (طريقة الاهتزاز)

تكتشف طريقة السرعة الشعاعية، والمعروفة أيضاً باسم طريقة الاهتزاز، الحركة الطفيفة ذهاباً وإياباً لنجم ناجمة عن الجاذبية لكوكب يدور حوله. عندما يدور النجم والكوكب حول مركز الكتلة المشترك بينهما، يتحول ضوء النجم قليلاً نحو الأطوال الموجية الحمراء والزرقاء في نمط متكرر، والذي يمكن لأجهزة قياس الطيف الأرضية قياسه. تلاحظ وكالة الفضاء الأوروبية أن هذه كانت تقنية الكشف السائدة حتى أوائل الألفية الثالثة وكانت الطريقة التي وجدت 51 Pegasi b، أول كوكب مؤكد حول نجم يشبه الشمس.

العدسات الثقالية الدقيقة والتصوير المباشر وقياس الموضع النجمي

تعتمد العدسات الثقالية الدقيقة على محاذاة صدفة: عندما يمر نجم له كواكب مدارية أمام نجم بعيد أكثر، تنحني جاذبيته وتضخم مؤقتاً ضوء النجم الخلفي، وينتج عن أي كواكب نتوءات إضافية صغيرة في منحنى الضوء هذا. تصف وكالة الفضاء الأوروبية الطريقة بأنها حساسة جداً لكن فعلياً غير قابلة للتكرار، لأن كل محاذاة حدث لمرة واحدة.

يعني التصوير المباشر التقاط صورة فعلية لكوكب بحجب ضوء النجم، عادة باستخدام أداة تسمى تاج النجم. تقول صفحة طرق الكشف بوكالة الفضاء الأوروبية إن هذا يعمل حالياً فقط للكواكب الضخمة الشابة التي تدور بعيداً عن نجمها المضيف، بسبب التباين الشديد في السطوع بين النجم والكوكب.

يكتشف قياس الموضع النجمي كوكباً من خلال قياس تحولات دقيقة في موضع النجم على السماء حيث يهتز حول مركز الكتلة في النظام. تشير صفحة وكالة الفضاء الأوروبية إلى أن عدداً قليلاً جداً من الكواكب الخارجية تم تأكيدها بهذه الطريقة حتى الآن، على الرغم من أن مهمة جايا التابعة للوكالة يتوقع أن تكتشف في النهاية عشرات الآلاف من الكواكب ضمن حوالي 500 بارسك (تقريباً 1,600 سنة ضوئية) باستخدام هذه التقنية.

كم عدد الكواكب الخارجية التي تم العثور عليها، وبأي طريقة

وفقاً لأرشيف الكواكب الخارجية التابع لناسا، الذي يديره مركز الآلات الحسابية التابع لكالتك بتفويض من ناسا، وصل عدد الكواكب الخارجية المؤكدة إلى 6,451 في منتصف أكتوبر 2026. تمثل طريقة العبور الغالبية العظمى من الكواكب المؤكدة، تليها السرعة الشعاعية والعدسات الثقالية الدقيقة؛ يساهم التصوير المباشر وقياس الموضع النجمي بأعداد أقل بكثير بسبب صعوبتهما التقنية.

يشير الأرشيف إلى أن العديد من الكواكب تم اكتشافها أو تأكيدها فعلياً باستخدام أكثر من طريقة واحدة؛ الجدول أعلاه يعكس التقنية الأساسية المنسوبة إلى كل كوكب خارجي مؤكد.

ما يأتي بعد ذلك

تشير صفحة ناسا العلمية عن الكواكب الخارجية إلى أن تلسكوب روما الفضائي المخطط له من قبل الوكالة يُتوقع أن يستخدم العدسات الثقالية الدقيقة وتقنيات أخرى للعثور على حوالي 100,000 كوكب خارجي إضافي بمجرد أن يصبح عاملياً. تلاحظ الصفحة نفسها من ناسا أن هناك كواكب أكثر من النجوم في مجرة درب التبانة، مما يعني أن ما يقرب من 6,500 مؤكد حتى الآن يمثل جزءاً صغيراً فقط مما يُعتقد أنه موجود.