ما كواكب «الأرض الفائقة»؟ وكيف تكوّنت؟

تمكّن فريق بحثي من جامعة ماكجيل (McGill University) الكندية من تقديم دلائل جديدة في قضية طالما حيّرت باحثي الكواكب التي تدور حول نجوم غير الشمس، وتتعلق بكيفية نشأة وتطوّر نوع من الكواكب يسمى بالأرض الكبيرة وآخر يسمى بالنبتونات الصغيرة.
جاءت الدراسة، التي نشرها هذا الفريق في دورية «ذا أستروفيزيكال جورنال» (The Astrophysical Journal)، ونشرت الجامعة بيانا رسميا عنها يوم 10 فيفري الجاري، لتقول إن 30% إلى 50% من النجوم العائلة للكواكب تحتوي على واحد على الأقل من هذين النوعين. لهذا السبب فإن هذا النوع من الكواكب يمتلك أهمية خاصة.
بدأت الاكتشافات في عالم الكواكب الخارجية التي لا تدور حول الشمس في التسعينيات، تحديدا حينما أكد ميتشل مايور وديدييه كيلوز من جامعة جنيف (University of Geneva) على وجود كوكب يدور حول نجم يسمى «51 الفرس الأعظم»، ثم انهمر سيلٌ من الكواكب بعدها، حاليا تخطينا 4 آلاف كوكب منها.
لكن مع كل هذا العدد احتاج العلماء إلى تقسيم تلك الكواكب في قوائم، ومنها كانت الأراضي الفائقة (Super-Earth)، وكذلك النبتونات الصغيرة (Mini-Neptune)، وكلاهما يقع في الحجم بين الأرض والنبتون، فإذا كانت الكواكب أكبر من الأرض صنفت أرضا فائقة، وإذا كان أصغر من النبتون صُنف نبتونا صغيرا.
نظرية سائدة
وتقول النظرية السائدة في الوسط العلمي، إن كلا النوعين من الكواكب ذات أصل واحد، وهو النبتونات الصغيرة، التي تتكون من نواة صخرية محاطة بأغلفة ثلجية وغازية من الهيدروجين والهيليوم.
لكن، بحسب تلك النظرية، بعضا من تلك الكواكب اقترب من النجم الذي يدور حوله، فتسبب إشعاع هذا النجم في نفض تلك الأغلفة الثلجية والغازية عنه، مما أبقى فقط على النواة وأصبح الأرض الفائقة.
في تلك النقطة تظهر الدراسة الجديدة، حيث حاول باحثو جامعة ماكجيل أن يستخدموا حواسيب ذات قدرات حسابية فائقة لعمل محاكاة لهذه النوعية من الكواكب، مستخدمين بيانات من الديناميكا الحرارية الخاصة بمحيط النجوم، والمسافات بينها وبين تلك الكواكب، وكتل هذه الكواكب.
وبحسب الدراسة، جاءت نتائج هذه المحاكاة لتقول، إن بعضا من الأراضي الفائقة لا يمكن أن تكوّن طبقات من الغاز والثلج حولها، وبالتالي فإنها تكوّنت مباشرة من قطع صخرية محيطة بالنجم، من دون المرور بمرحلة سابقة تكون فيها نبتونات صغيرة.
يدفع ذلك بالعلماء في هذا النطاق إلى إعادة النظر في النظرية السائدة، الأمر الذي سينعكس بدوره على أفكارهم عن كيفية نشأة المجموعة الشمسية وكواكبها الغازية والصخرية. أضف لذلك أن تلك النتائج سوف تساعد العلماء على تحقيق تقدير أدق لأعداد الكواكب الشبيهة بالأرض في مجرتنا، والكون كله إن أمكن.
مواقع إلكترونية