PSR B1620-26 b

الاكتشاف

اكتشف في 30 مايو 1993.

النجوم المضيفة

في هذا الإطار، يدور النجم PSR B1620-26 b حول نجمين. النجم الرئيسي، PSR B1620-26، هو نجم نابض، وهو نجم نيوتروني يدور بسرعة 100 دورة في الثانية، بكتلة 1.34 كتلة شمسية، ونصف قطر محتمل يبلغ قرابة 20 كيلومترًا (0.00003 نصف قطر شمسي)، ودرجة حرارة محتملة أقل من أو تساوي 300,000 كلفن. أما النجم الثاني فهو قزم أبيض بكتلة 0.34 كتلة شمسية، ونصف قطر محتمل يبلغ قرابة 0.01 نصف قطر شمسي، ودرجة حرارة محتملة أقل من أو تساوي 25,200 كلفن. يدور هذان النجمان حول بعضهما البعض على مسافة وحدة فلكية واحدة كل ستة أشهر على وجه التقريب. يبلغ عمر النظام ما بين 12.7 و13 مليار سنة، مما يجعله أحد أقدم الأنظمة النجمية الثنائية المعروفة. للمقارنة، يبلغ عمر الشمس 4.6 مليار سنة.

علاوةً على ذلك، يبلغ القدر الظاهري للنظام الثنائي، أو مدى سطوعه من منظور الأرض، 24. وهو خافت للغاية بحيث لا يمكن رؤيته بالعين المجردة.

الاسم

ومن جهة أخرى، على الرغم من أن التسمية PSR B1620-26 b غير مستعملة في أي من الأبحاث العلمية، إلا أن الكوكب مُدرج في قاعدة بيانات SIMBAD تحت هذا الاسم.[9] تستعمل بعض المصادر الشائعة التسمية PSR B1620-26 c للإشارة إلى الكوكب،, حيث وُصف بأنه العضو الثالث في نظام ثلاثي (يتكون من الكوكب ونجمين). لا تظهر هذه التسمية في قاعدة بيانات SIMBAD، وتستعمل اصطلاحات التسمية الحديثة نظامًا أبجديًا منفصلاً، حيث تُستعمل الأحرف الصغيرة للإشارة إلى الكواكب والأحرف الكبيرة للإشارة إلى النجوم (مثلًا، Gliese 667 Cc هو الكوكب 'c' الذي يدور حول Gliese 667C، وهو النجم 'C' في نظام ثلاثي)، مما يجعل PSR B1620-26 b التسمية المناسبة لكوكب يدور حول كلا النجمين في نظام PSR B1620-26. لا يُستعمل أي من هذين المصطلحين في الأدبيات العلمية فيما يتعلق بكوكب PSR B1620-26

وفي هذا الصدد، على الرغم من عدم الاعتراف الرسمي به، إلا أن اسم "ميثوسيلا" يُستعمل بشكل شائع للإشارة إلى الكوكب في المقالات الشائعة.

تاريخه التطوري

ومن ناحية أخرى، توقف انتقال الكتلة عندما استُنفدت الطبقات السطحية للنجم الذي فقد جزء من كتلته، وانكمش لبّه تدريجيًا ليصبح قزمًا أبيض. الآن، تدور النجوم حول بعضها البعض بسلام. مع ذلك، فإنّ آفاق مستقبل PSR B1620-26 b على المدى البعيد تبدو ضعيفة. فالنظام الثلاثي، الذي يفوق حجمه بكثير حجم نجم منفرد نموذجي في عنقود مسييه M4 [الكروي الشكل) ، ينجرف ببطء نحو مركز العنقود، حيث الكثافة النجمية عالية جدًا. في غضون مليار سنة على وجه التقريب، من المحتمل أن يشهد النظام الثلاثي اقترابًا آخر من نجم قريب. والنتيجة الأكثر شيوعًا لمثل هذه الاقتراب هي طرد أخفّ النجوم المرافقة من النظام النجمي المتعدد. إذا حدث هذا فمن المرجح أن يُقذف الكوكب PSR B1620-26 b بالكامل من عنقود النجوم M4، وسيقضي ما تبقى من وجوده يتجول وحيدًا في الفضاء بين النجوم ككوكب شارد.

علاوةً على ذلك، لا تُعدّ مواجهات بين النجوم شائعة في قرص مجرة درب التبانة، حيث توجد الشمس، لكنها تحدث بكثرة في النواة الكثيفة للعناقيد الكروية. يُعتقد أنه في مرحلة ما خلال العشرة مليارات سنة الماضية، التقى النجم النيوتروني بالنجم المضيف للكوكب وجذبه إلى مدار ضيق، وربما فقد نجمًا مرافقًا سابقًا خلال هذه العملية. قبل نحو نصف مليار سنة، بدأ النجم الذي تم أسره حديثًا بالتمدد ليصبح عملاقًا أحمر (انظر تطور النجوم).

كذلك، أحدثت المادة المتساقطة تأثيرات معقدة ومذهلة. فقد ساهمت في تسريع دوران النجم النيوتروني نتيجةً لانتقال الزخم الزاوي، وعلى مدى مئات الملايين من السنين، شكّلت النجوم نظامًا ثنائيًا منخفض الكتلة للأشعة السينية، حيث سُخّنت المادة المتساقطة إلى درجات حرارة كافية للتوهج بإصدار الأشعة السينية.

إضافةً إلى ذلك، لا يزال أصل هذا الكوكب النابض غير مؤكد، لكن من المرجح أنه لم يتشكل في موقعه الحالي. نظرًا لانخفاض قوة الجاذبية عند انهيار لب النجم وتحوله إلى نجم نيوتروني، وقذفه أغلب كتلته في انفجار مستعر أعظم ، فمن غير المحتمل أن يبقى كوكب في مداره بعد هذا الحدث. الأرجح أن الكوكب تشكل في مدار حول النجم الذي تطور لاحقًا إلى قزم أبيض، وأن النجم والكوكب لم يُجذبا إلى مدار حول النجم النيوتروني إلا لاحقًا.

وفي هذا السياق، تتراوح فترات النبض النموذجية للنجوم النابضة الفتية حول ثانية واحدة، وتزداد مع مرور الوقت؛ أما الفترات القصيرة جدًا التي تُظهرها ما يُسمى بالنجوم النابضة ذات النبضات الميلي ثانية (1/1000 من الثانية) ، فهي تعود إلى انتقال مادة من نجم مرافق ثنائي. تبلغ فترة نبض النجم النابض PSR B1620-26 بضعة ميلي ثانية، مما يُقدم دليلًا قويًا على انتقال المادة إليه . و يُعتقد أنه مع تمدد النجم المرافق العملاق الأحمر ، امتلأ فص روش الخاص به ثم تجاوزه، فبدأت طبقاته السطحية بالانتقال إلى النجم النيوتروني.

الكشف والمشاهدات

في هذا الإطار، وقد سمحت دراسة مدار الكوكب بتقدير كتلة النجم القزم الأبيض ، وأشارت نظريات تكوين الكوكب إلى أن القزم الأبيض لا بد وأن يكون شابًا وساخنًا. وفي ١٠ يوليو ٢٠٠٣ أعلن فريق تحت أشراف "شتاين سيغوردسون" ، باستخدام بيانات تلسكوب هابل الفضائي عن اكتشاف القزم الأبيض وتأكيد خصائصه المتوقعة. وفي مؤتمر صحفي لوكالة ناسا تم الكشف عن اسم "متوشالح"، ما لفت انتباه الصحافة العالمية.

من جهة ثانية، وكما هو الحال مع أغلب الكواكب الخارجية التي اكتُشفت قبل عام 2008، رُصد الكوكب PSR B1620-26 b في البداية من خلال انزياحات دوبلر التي يُحدثها مداره على الإشعاع الصادر من النجم الذي يدور حوله (في هذه الحالة تكون التغيرات في الفترة الظاهرية لنبضات النجم النابض). في أوائل التسعينيات توصلت مجموعة من علماء الفلك بإشراف "دونالد باكر" الذين كانوا يدرسون ما اعتقدوا أنه نجم نابض ثنائي ، إلى ضرورة وجود جسم ثالث لتفسير انزياحات دوبلر المرصودة. وفي غضون بضع سنوات قُيست التأثيرات الجاذبية للكوكب على مدار النجم النابض و القزم الأبيض، مما أعطى تقديرًا لكتلة الجرم الثالث، وكانت هذه الكتلة أصغر من أن تكون نجمًا. أعلن "ستيفن ثورست" وزملاؤه عام ١٩٩٣ أن الجسم الثالث عبارة عن كوكب.

الكتلة والمدار والعمر

علاوةً على ذلك، يبلغ حجم النجم PSR B1620-26 b ما يعادل 2.627 ضعف كتلة كوكب المشتري، ويدور على مسافة 23 وحدة فلكية (3.4 مليار كيلومتر)، وهي مسافة أكبر بقليل من المسافة بين كوكب أورانوس والشمس. تستغرق كل دورة للكوكب نحو 100 عام.

من جهة ثانية، يقع النظام الثلاثي خارج مركز عنقود العنقود الكروي مسييه 4. يُقدّر عمر العنقود بحوالي 12.7 مليار سنة، ولأن جميع النجوم في العنقود تتشكل في نفس الوقت على وجه التقريب، وتتشكل الكواكب مع نجومها المضيفة، فمن المرجح أن يكون عمر الكوكب PSR B1620-26 b نحو 12.7 مليار سنة كذلك. وهذا أقدم بكثير من أي كوكب معروف تم اكتشافه حتى الآن، وأقدم من الأرض بثلاثة أضعاف عمرها على وجه التقريب.