تتمتع الكواكب الصخرية السبعة التي تدور حول النجم القزم الأحمر ترابيست- 1 "TRAPPIST-1" بكثافات متشابهة بشكل ملحوظ ، مما يوفر أدلة حول تكوينها. يقع TRAPPIST-1 على بعد حوالي 40 سنة ضوئية ، وهو موطن لأكبر مجموعة من الكواكب بحجم الأرض تقريبًا التي تم العثور عليها في نظام نجمي واحد. حددت الحسابات السابقة أن الكواكب بحجم وكتلة الأرض تقريبًا ، وبالتالي يجب أن تكون أيضًا صخرية أو أرضية - على عكس التي يهيمن عليها الغاز ، مثل كوكب المشتري وزحل. تقدم الورقة الجديدة ، التي نُشرت في مجلة Planetary Science Journal ، أكثر قياسات الكثافة دقة حتى الآن لأي مجموعة من الكواكب الخارجية - الكواكب خارج نظامنا الشمسي. كلما عرف العلماء بدقة أكبر كثافة الكوكب ، زادت القيود التي يمكنهم وضعها على تكوينه. ضع في اعتبارك أن ثقالة الورق قد تكون بنفس حجم لعبة البيسبول ولكنها عادة ما تكون أثقل بكثير. يكشف العرض والوزن معًا عن كثافة كل جسم ، ومن هناك يمكن الاستدلال على أن لعبة البيسبول مصنوعة من شيء أخف (خيط وجلد) وأن وزن الورق مصنوع من شيء أثقل (زجاج أو معدن في العادة). تختلف كثافة الكواكب الثمانية في نظامنا الشمسي اختلافًا كبيرًا. تمتلك الكواكب السبعة TRAPPIST-1 كثافة متشابهة - تختلف القيم بنسبة لا تزيد عن ثلاثة في المائة. هذا يجعل النظام مختلفًا تمامًا عن نظامنا. قد يبدو الاختلاف في الكثافة بين كواكب TRAPPIST-1 والأرض والزهرة صغيرًا - حوالي ثمانية في المائة - لكنه مهم على نطاق كوكبي. على سبيل المثال ، إحدى الطرق لشرح سبب كون كواكب TRAPPIST-1 أقل كثافة هي أن لها تركيبًا مشابهًا للأرض ، ولكن بنسبة أقل من الحديد - حوالي 21 في المائة مقارنة ب 32 في المائة للأرض ، وفقًا للدراسة. بدلاً من ذلك ، قد يتم غمر الحديد الموجود في كواكب TRAPPIST-1 بمستويات عالية من الأكسجين ، مما يؤدي إلى تكوين أكسيد الحديد أو الصدأ. سوف يقلل الأكسجين الإضافي من كثافة الكواكب. يحصل سطح المريخ على صبغة حمراء من أكسيد الحديد ، ولكن مثل أشقائه الثلاثة على الأرض ، فإن له قلبًا مكونًا من الحديد غير المؤكسد. على النقيض من ذلك ، إذا كانت الكثافة المنخفضة لكواكب TRAPPIST-1 ناتجة تمامًا عن الحديد المؤكسد ، فيجب أن تكون الكواكب صدئة طوال الوقت ولا يمكن أن تحتوي على نوى حديدية صلبة. قال إريك أجول ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة واشنطن والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة ، إن الإجابة قد تكون مزيجًا من السيناريوهين - كمية أقل من الحديد بشكل عام وبعض الحديد المؤكسد. نظر الفريق أيضًا في ما إذا كان يمكن تغطية سطح كل كوكب بالماء ، وهو أخف من الصدأ والذي من شأنه أن يغير الكثافة الإجمالية للكوكب. إذا كان الأمر كذلك ، فسيتعين على الماء أن يمثل حوالي خمسة بالمائة من الكتلة الكلية للكواكب الخارجية الأربعة. وبالمقارنة ، فإن الماء يشكل أقل من عُشر واحد بالمائة من إجمالي كتلة الأرض. نظرًا لوقوعها بالقرب من نجمها بحيث يظل الماء سائلاً في معظم الظروف ، فإن الكواكب الثلاثة TRAPPIST-1 الداخلية تتطلب أجواءً كثيفة وحارة مثل كوكب الزهرة ، بحيث يمكن أن يظل الماء مرتبطًا بالكوكب كبخار. لكن أجول يقول إن هذا التفسير يبدو أقل احتمالًا لأنه سيكون من قبيل المصادفة أن تحتوي جميع الكواكب السبعة على ما يكفي من الماء ليكون لها مثل هذه الكثافة المماثلة. عُرفت بعض هذه الكواكب السبعة منذ عام 2016 عندما أعلن العلماء أنهم عثروا على ثلاثة كواكب حول نجم TRAPPIST-1 باستخدام التلسكوب الصغير Transiting Planets and Planetesimals (TRAPPIST) في تشيلي. أكدت الملاحظات اللاحقة التي أجراها تلسكوب سبيتزر الفضائي المتقاعد حاليًا التابع لناسا ، بالتعاون مع التلسكوبات الأرضية ، اثنين من الكواكب الأصلية واكتشفت خمسة أخرى.
