دراسة تكشف إمكانية العثور على عوالم جديدة خارج المجموعة الشمسية

كشف بحث جديد الكيفية التي أصبح بها "كوكب الجحيم" شديد السخونة، وكيف يمكن أن تصبح العوالم الأخرى دافئة للغاية بالنسبة للحياة.

ويعرف الكوكب أيضا باسم "55 كانكري-إي" و"السرطان 55"، وهو يدور حول نجمه "كوبرنيكوس" عن قرب لدرجة أن العام يستمر 18 ساعة أرضية فقط، وسطحه عبارة عن محيط من الحمم البركانية، وقد يكون باطنه ممتلئا بالماس.

ويشتهر "55 كانكري-إي" أيضا باسم "كوكب الجحيم"، حيث إنه شديدة الحرارة لدرجة أنه يحتوي على محيط من الحمم البركانية المنصهرة تصل حرارة سطحه إلى 1982 درجة مئوية (3600 درجة فهرنهايت).

وأظهر تحليل جديد لمدار "55 كانكري-إي" ومدارات الكواكب الخارجية الأخرى، التي تدور حول النجم أن "كوكب الجحيم"، تشكل على الأرجح بعيدا عن النجم، ويتحرك ببطء نحوه مع مرور الوقت ويذوب في هذه العملية.

اظهار أخبار متعلقة

وقالت عالمة الفيزياء الفلكية ليلي تشاو، زميلة أبحاث في مركز معهد فلاتيرون للفيزياء الفلكية الحاسوبية (CCA) في مدينة نيويورك: "لقد تعلمنا كيفية دخول هذا النظام المتعدد الكواكب - وهو أحد الأنظمة التي تحتوي على أكبر عدد من الكواكب التي عثر عليها - إلى حالته الراهنة".

وأشارت إلى أن هناك خمسة كواكب خارجية تدور حول النجم "كوبرنيكوس"، الواقع على بعد نحو 41 سنة ضوئية من الأرض.

ويدور "كوكب الحجيم" حول نجمه "كوبرنيكوس" (أصغر قليلا من الشمس)، مرة كل 17.5 ساعة أرضية تقريبا. ويبلغ حجم "كوكب الجحيم" 1.85 مرة نصف قطر الأرض، ونحو 8 أضعاف كتلتها. وهذا يعني أنه أكثر كثافة من الأرض قليلا ويمكن أن يكون أرضا عملاقة صخرية طبيعية على مسافة أكبر من المسافة بين الأرض ونجمها. ولكنه ليس كذلك.

يشير العلماء إلى أن متوسط درجات الحرارة على الجانب المواجه للنجم هو 2573 كلفن (2300 درجة مئوية، أو 4172 درجة فهرنهايت)، مع كون الجانب الليلي، الذي يواجه، أقل بمقدار 950 كلفن. وهذا ساخن للغاية وأعلى من حرارة الصهارة الذائبة.

اظهار أخبار متعلقة

وتشير الأبحاث العلمية إلى أن هيكل "55 كانكري-إي" الداخلي يختلف تماما عن العوالم الصخرية في نظامنا الشمسي.

هناك معلومات مقيدة للغاية حول الكواكب الخارجية، حتى تلك القريبة من نظام "كوبرنيكوس"، لذلك لمعرفة كيف وصل "55 كانكري-إي" إلى هذه الحالة، شرعت تشاو وفريقها في أخذ قياسات من مدارات الكواكب الخارجية الخمسة حول النجم.

وأشارت: "كنا نعلم بالفعل أن مدار 55 كانكري-إي كان مختلفا عن مدار الكواكب الأربعة الأخرى".

ولئن اكتشف العلماء جميع الكواكب الخارجية الخمسة لـ"كوبرنيكوس" من خلال السرعة الشعاعية، لكن ملاحظات المتابعة أكدت أن "55 كانكري-إي" وGalileo هما الوحيدان اللذان شوهدا أثناء العبور.

وهذا يعني أن من الممكن ألا يجلس هذان العالَمان على نفس المستوى المداري مثل Brahe وHarriot وLipperhey، وأن عبور Galileo عرضي لدرجة أن علماء الفلك لم يتمكنوا من قياس نصف قطره ودرجة حرارته.

اظهار أخبار متعلقة

واستخدم العلماء أداة جديدة تُعرف باسم EXPRES، لتحديد الطبيعة الدقيقة لمدار "كوكب الجحيم".

وتم تطوير الأداة في جامعة ييل من قبل فريق بقيادة الفلكية ديبرا فيشر، وتم تثبيتها على تلسكوب Lowell Observatory في مرصد Lowell في فلاغستاف، أريزونا.

وكان مقياس الطيف قادرا على قياس التحولات الصغيرة في ضوء نظام "كوبرنيكوس" أثناء تحرك "55 كانكري-إي" بين كوكبنا والنجم - مثلما كان الحال عندما يحجب القمر الشمس أثناء كسوف الشمس.

ورجح العلماء أن "55 كانكري-إي" يدور على طول خط استواء النجم. ويعتقد علماء الفلك أن مدار "55 كانكري-إي" غريب الأطوار يشير إلى أن الكوكب بدأ في البداية في مدار أكثر برودة وأبعد، قبل أن ينجرف بالقرب من "كوبرنيكوس". وبعد ذلك، أدى سحب الجاذبية من خط استواء النجم إلى تغيير مدار "55 كانكري-إي".

اظهار أخبار متعلقة

وكشف هذا أن الكوكب الخارجي يرسم مسارا حول خط استواء النجم. ووجدت الأبحاث السابقة أن رفيق "كوبرنيكوس"، وهو قزم أحمر صغير، ربما يكون قد تسبب في اضطراب النظام، وسحب الكوكب الخارجي إلى مستوى مداري مائل بشدة من محور دوران النجم.

وتعتقد تشاو وزملاؤها أن التفاعل بين الكواكب الخارجية ربما دفع "55 كانكري-إي" إلى مدار متحلل حول النجم، واقترب أكثر فأكثر.

ونظرا لأن "كوبرنيكوس" يدور، فإنه يتسطح قليلا، ما يخلق انتفاخا طفيفا حول خط الاستواء، حيث يكون مجال الجاذبية أقوى. وبطبيعة الحال، تم جذب الكوكب خارج المجموعة الشمسية إلى هذه المنطقة.

ونشرت مجلة Nature Astronomy الدراسة الجديدة، بشكل يوضح بالتفصيل النتائج التي توصل إليها العلماء. ويمكن أن يوفر هذا النوع من البيانات مزيدا من المعلومات حول كيفية وجود كواكب وبيئات شبيهة بالأرض في الكون.

وقالت تشاو: "نأمل أن نجد أنظمة كوكبية مماثلة لأنظمتنا، وأن نفهم بشكل أفضل الأنظمة التي نعرفها بالفعل".