علماء فلك يكشفون سر الأصول الغامضة للأرض الفائقة

توصلت دراسة حديثة إلى أن الكواكب الفائقة ليست من مخلفات نبتون صغيرة، ما يشكل تحديًا لفهمنا لتكوين الكواكب الخارجية.
وتعد كواكب نبتون الصغيرة والأرض الفائقة، التي تصل أحجامها إلى أربعة أضعاف حجم كوكبنا، أكثر الكواكب الخارجية شيوعاً التي تدور حول النجوم خارج نظامنا الشمسي.
وحتى الآن كان يُعتقد أن الكواكب الأرضية الفائقة هي النوى الصخرية لنبتون الصغيرة التي تطاير غلافها الجوي الغازي بعيدًا.
وفي دراسة جديدة نُشرت في مجلة The Astrophysical Journal، أظهر علماء الفلك من جامعة ماكجيل أن بعض هذه الكواكب الخارجية لم يكن لها أبدًا غلاف جوي غازي لتبدأ به، ما يلقي ضوءًا جديدًا على أصولها الغامضة.
وتقول إحدى النظريات إن معظم الكواكب الخارجية تولد على شكل نبتون صغيرة لكن بعضها يجرد من أغلفته الغازية بواسطة إشعاع النجوم المضيفة، تاركا وراءه نواة صخرية كثيفة فقط. وتتنبأ هذه النظرية بأن مجرتنا بها عدد قليل جدًا من الكواكب الخارجية بحجم الأرض وأصغر، ومع ذلك تظهر الملاحظات الأخيرة أن هذا قد لا يكون هو الحال.
ولمعرفة المزيد استخدم علماء الفلك محاكاة لتتبع تطور هذه الكواكب الخارجية الغامضة، واستخدم النموذج حسابات ديناميكية حرارية بناءً على مدى كتلة النوى الصخرية، ومدى بُعدها عن النجوم المضيفة، ومدى سخونة الغاز المحيط.
المؤلفة المشاركة في الدراسة إيف لي، الأستاذة المساعدة في قسم الفيزياء في جامعة ماكجيل ومعهد ماكجيل للفضاء: "على عكس النظريات السابقة، تُظهر دراستنا أن بعض الكواكب الخارجية لا يمكنها أبدًا بناء غلاف جوي غازي".
وتشير النتائج إلى أن الكواكب الأرضية الفائقة ليست كلها من بقايا نبتون صغيرة، وبدلاً من ذلك، تشكلت الكواكب الخارجية عن طريق توزيع وحيد للصخور، ولدت في قرص دوار من الغاز والغبار حول النجوم المضيفة.
وأضافت لي: "أنتجت بعض الصخور أغلفة غازية، بينما ظهر البعض الآخر وظل صخريًا كما الأرض الفائقة".
ويُعتقد أن الكواكب تتشكل في قرص دوار من الغاز والغبار حول النجوم، وتمتلك الصخور الأكبر من القمر قوة جذب كافية لجذب الغاز المحيط لتشكيل غلاف حول قلبه. وبمرور الوقت، تبرد هذه القشرة الغازية وتتقلص، ما يخلق مساحة لسحب المزيد من الغاز المحيط، ويتسبب في نمو الكوكب الخارجي. وبمجرد أن تبرد القشرة بأكملها إلى نفس درجة حرارة الغاز السديم المحيط، لا يمكن أن تتقلص القشرة ويتوقف النمو.
وبالنسبة إلى النوى الأصغر، تكون هذه الأغلفة صغيرة جدا، لذا فهي تظل كواكب خارجية صخرية. ويأتي التمييز بين الأرض الفائقة ونبتون المصغرة من قدرة هذه الصخور على النمو والاحتفاظ بأغلفة الغاز.
وتقول لي: "تساعد النتائج التي توصلنا إليها في تفسير أصل مجموعتي الكواكب الخارجية، وربما انتشارها. وباستخدام النظرية المقترحة في الدراسة، يمكننا في النهاية فك شيفرة كيف يمكن أن تكون الكواكب الخارجية الصخرية شائعة.
اقرأ أيضاً ظاهرة كونية جديدة لقاء بين كوكبي الزهرة والمشتري.. اليوم