علماء الفلك من جامعة شيكاغو وباستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، اكتشفوا كوكبًا خارج المجموعة الشمسية يغير تمامًا فهم الكواكب خارج النظام الشمسي. والجسم الجديد، المسمى PSR J2322-2650b، له كتلة مماثلة لكوكب المشتري، لكنه يتمتع بخصائص فريدة، حيث يجمع بين خصائص كوكب وجسم كوني غريب لم يتمكن العلماء من تفسيره في السابق. ونشرت النتائج في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

الحي الغريب للنجم النابض

يدور PSR J2322-2650b حول نجم نيوتروني سريع الدوران، أو نجم نابض، على مسافة قريبة للغاية – فقط 1.61 مليون كيلومتر من النجم النابض. تحت تأثير الإشعاع المكثف والجاذبية القوية، يتشوه الكوكب ويأخذ شكله تشبه الليمون . إن تدفقات الطاقة والجسيمات عالية الطاقة تجعل الظروف على السطح وفي الغلاف الجوي قاسية للغاية.

وقال مايكل تشانغ من جامعة شيكاغو، الذي قاد الدراسة: “يدور الكوكب حول نجم غير عادي تماما، حجمه مماثل لمدينة، على الرغم من أن كتلته تساوي كتلة الشمس”.

جو يثير الدهشة

الاكتشاف الرئيسي للتلسكوب الفضائي هو التركيب الكيميائي للغلاف الجوي لـ PSR J2322-2650b. وبدلا من بخار الماء أو الميثان المعتاد، اكتشف العلماء خليطا يهيمن عليه الهيليوم والكربون الجزيئي.

وأوضح تشانغ: “هذا نوع جديد من الأجواء، لم يسبق له مثيل من قبل”.

“عندما تلقينا البيانات الطيفية، كان رد فعلنا الأول هو: ما هذا الجسم؟”

وكشف التحليل عن وجود جزيئات C₂ وC₃، بالإضافة إلى سحب تشبه السخام. وتحت ضغط هائل، يمكن للكربون الموجود داخل الكوكب أن يتكثف ويتحول إلى بلورات، وربما حتى إلى الماس. هذه البيانات ليست فريدة من نوعها بالنسبة للكواكب فحسب، ولكنها تثير أيضًا تساؤلات حول النماذج الحالية للتركيب الكيميائي للأغلفة الجوية للأجسام الضخمة.

فرصة فريدة لمراقبة الكوكب

تكمن خصوصية النظام في أن النجم النابض غير مرئي تقريبًا لأجهزة ويب التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. وأتاح ذلك لعلماء الفلك فرصة نادرة لمراقبة الكوكب دون تدخل من الضوء المنبعث من النجم.

وقالت مايا بيليزناي، طالبة الدراسات العليا بجامعة ستانفورد: “لقد حصلنا على طيف نقي، وهو أمر نادر للغاية بالنسبة للأنظمة الكوكبية”.

ووفقا لها، فقد أتاح هذا لأول مرة قياس تكوين الغلاف الجوي للكوكب بهذه الدقة، دون حجب البيانات بضوء النجوم.

سر المنشأ

السؤال الرئيسي الذي يطرح نفسه: كيف يمكن أن يظهر كوكب بمثل هذا الجو غير العادي؟ يعتقد العلماء أنه لا يوجد نموذج معروف لتكوين الكواكب يفسر التخصيب الشديد للكربون والهيليوم.

وأشار تشانغ إلى أنه “من الصعب أن نتخيل كيف يمكن لمثل هذا التكوين أن ينشأ بشكل طبيعي. وهذا يستبعد السيناريوهات المعتادة لتكوين الكواكب”.

واقترح أن “بلورات الكربون تطفو على السطح وتختلط بالهيليوم، ولكن بعد ذلك يجب أن تحدث عملية لمنع دخول الأكسجين والنيتروجين”.
روجر روماني من جامعة ستانفورد

ولم يتم تأكيد مثل هذه الآلية بعد، مما يجعل الكوكب فريدًا ولا يمكن التنبؤ به على الإطلاق.

الآثار المترتبة على علم الفلك

يثير PSR J2322-2650b تساؤلات حول تصنيف الكواكب. خصائصه تطمس الحدود بين الكوكب والنجم وتظهر أن الكون يحتوي على كائنات ذات ظروف قاسية كان يُعتقد في السابق أنها مستحيلة.

وقال بيتر جاو من مختبر كارنيجي لعلوم الأرض والكواكب: “يذكرنا هذا الكوكب أننا لم نستكشف سوى جزء صغير من الكون. كل اكتشاف جديد يوسع الآفاق، ويمنحنا ويب أداة لملاحظات لم يكن من الممكن تحقيقها في السابق”.

ويشير علماء الفلك إلى أن المزيد من الملاحظات لهذا النظام يمكن أن تساعد في فهم كيفية تشكل الأجواء الغريبة، وكيفية تفاعل النجوم النابضة وأقمارها الصناعية، كما ستوسع فهمنا للعمليات الكيميائية التي تحدث في الظروف الكونية القاسية.

وأضاف تشانغ: “لقد بدأنا للتو في كشف لغز هذا الكوكب. يُظهر PSR J2322-2650b أن الفضاء مليء بالمفاجآت، والتلسكوبات الجديدة تفتح الأبواب أمام أشياء لم نكن نعلم بوجودها من قبل”.