فوجئ علماء الفلك بإيجاد كوكب “ضخم جدًا بالنسبة لنجمه”

بقلم ويل دنهام

واشنطن (رويترز) – يُطلق على النوع الأكثر شيوعا من النجوم في مجرتنا درب التبانة اسم القزم الأحمر، وهو أصغر بكثير وأقل سطوعا من شمسنا. هذه النجوم – أو هكذا كان يُعتقد – ليست كبيرة بما يكفي لاستضافة كواكب أكبر بكثير من الأرض.

لكن اكتشاف كوكب تبلغ كتلته 13 مرة على الأقل كتلة الأرض ويدور بالقرب من قزم أحمر (11٪ فقط من كتلة الشمس) دفع علماء الفلك إلى العودة إلى نظرية تكوين الكواكب التي تتضمن هذا النوع السائد من النجوم. وتزيد نسبة كتلة هذا الكوكب إلى نجمه بأكثر من 100 مرة عن نسبة كتلة الأرض والشمس.

وقال سوفراث ماهاديفان، عالم الفلك في ولاية بنسلفانيا، وأحد قادة الدراسة التي نشرت هذا الأسبوع في مجلة ساينس: “لقد اكتشفنا كوكبا ضخما للغاية بالنسبة لنجمه”.

والنجم، المسمى LHS 3154، قريب نسبيا منا، على بعد حوالي 50 سنة ضوئية من الأرض. السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء خلال عام، وهي 5.9 تريليون ميل (9.5 تريليون كيلومتر).

والشمس أكثر ضياءً من هذا النجم بحوالي ألف مرة.

وقال عالم الفلك بجامعة برينستون غوموندور ستيفانسون، المؤلف الرئيسي للدراسة: “إنه بالكاد نجم”. “لديه كتلة أعلى بقليل من قطع اندماج الهيدروجين الداعم ليتم اعتباره نجمًا.”

ويدور الكوكب، المسمى LHS 3154 b، على بعد حوالي 2.3% من المسافة المدارية للأرض عن الشمس، ويدور حول نجمه كل 3.7 يوم. إنه أقرب بكثير حتى من أقرب كوكب عطارد إلى الشمس في نظامنا الشمسي.

قد يكون الكوكب مشابهًا من حيث الحجم والتركيب لنبتون، وهو أصغر الكواكب الغازية الأربعة في نظامنا الشمسي. يبلغ قطر نبتون حوالي أربعة أضعاف قطر الأرض. الطريقة المستخدمة لدراسة الكوكب لم تمكن الباحثين من قياس قطره، لكنهم يعتقدون أنه يبلغ حوالي ثلاثة إلى أربعة أضعاف قطر الأرض.

يمتلك نبتون، الذي يفتقر إلى السطح الصلب، غلافًا جويًا ديناميكيًا يتكون بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم، فوق وشاح يتكون معظمه من الأمونيا والماء الذائبين ونواة صلبة. وقال ستيفانسون إنه استنادا إلى تكوينه المحتمل الذي يشبه نبتون وقربه من نجمه، فمن غير المرجح أن يدعم الحياة.

تتشكل النجوم عندما تنهار كتل كثيفة من الغاز والغبار بين النجوم تحت تأثير جاذبيتها. وبمجرد ولادة نجم في مركز مثل هذه السحابة، تشكل المواد المتبقية قرصًا دوارًا حوله يغذي نمو النجوم وغالبًا ما يؤدي إلى ظهور الكواكب.

فلماذا لا يتمكن القزم الأحمر من استضافة كوكب بحجم الكوكب الموصوف حديثًا؟

“إن القرص الذي يشكل الكواكب حول النجوم ليس سوى جزء صغير من الكتلة النجمية، ومن المتوقع أن يتزايد مع هذه الكتلة. لذا، يجب أن يكون للنجم ذو الكتلة المنخفضة جدًا قرص ذو كتلة منخفضة أيضًا. ولا ينبغي أن يكون مثل هذا القرص ثقيلًا”. قال ماهاديفان: “ما يكفي لولادة الكوكب الذي اكتشفناه”.

قال ستيفانسون: “يثير هذا الكوكب تساؤلات حول كيفية تشكل الكواكب حول النجوم ذات الكتلة الأقل، لأنه كان يُعتقد سابقًا أن مثل هذه النجوم قادرة فقط على تكوين كواكب أرضية صغيرة مماثلة في الكتلة للأرض”.

اكتشف الباحثون LHS 3154 b من خلال الكشف عن تمايل دقيق في النجم المضيف الناجم عن تأثيرات جاذبية الكوكب أثناء مداره. واستخدموا أداة تسمى مكتشف الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن (HPF)، والتي بناها فريق بقيادة ماهاديفان، على تلسكوب هوبي إيبرلي في مرصد ماكدونالد بجامعة تكساس.

وقد تم تصميمه للعثور على الكواكب التي تدور حول نجوم باردة نسبيا، والتي لديها القدرة على وجود الماء السائل على أسطحها، وهو عامل رئيسي للحياة.

وقال ماهاديفان: “بينما نبني أدوات جديدة، ومع زيادة دقة القياس لدينا، فإننا نرى الكون بطرق جديدة وغير متوقعة”. “لقد بنينا HPF لاكتشاف الكواكب الأرضية حول هذه النجوم الباردة. وهذا الاكتشاف هو آخر في سلسلة مستمرة من المفاجآت تظهر كم لا يزال يتعين علينا أن نتعلمه عن الكواكب وتكوين الكواكب.”

(تقرير بقلم ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)