ما هذا بحق الجحيم؟ اكتشف علماء الفلك نوعًا جديدًا تمامًا من الكواكب الخارجية ذات الغلاف الجوي الغريب

وقد اكتشف علماء الفلك غنية بالكربون كوكب خارجي مع جو وشكل غريب، يدور حول نجم نيوتروني في ظل الظروف القاسية التي تتحدى النماذج الحالية لتكوين الكواكب.

العلماء الذين يعملون مع ناسا‘s تلسكوب جيمس ويب الفضائي لقد حددوا نوعًا غير معروف سابقًا من الكواكب الخارجية، وهو نوع يتحدى غلافه الجوي غير العادي فهمنا لكيفية تشكل هذا النوع من الكواكب.

يمتلك هذا العالم الغريب شكلًا ممتدًا يشبه الليمون، وربما يحتوي على الماس في مركزه، مما يضعه في مكان ما بين ما يعتبره العلماء عادةً كوكبًا ونجمًا.

الجسم المعروف باسم PSR J2322-2650b، مغلف بغلاف جوي يهيمن عليه الهيليوم والكربون، وهو مزيج لم يتم ملاحظته من قبل على كوكب خارج المجموعة الشمسية. على الرغم من أنها ضخمة تقريبًا مثل كوكب المشتريفسماؤه مليئة بسحب الكربون الشبيهة بالسخام، وتحت ضغط شديد في أعماق الكوكب، يمكن أن يتبلور هذا الكربون إلى الماس. يدور الكوكب حول نجم نيوتروني سريع الدوران.

بالضبط كيف تشكل مثل هذا الجسم لا يزال لغزا.

وأوضح الباحثون أن “الكوكب يدور حول نجم غريب تماما، كتلته كتلة الشمس، لكنه بحجم مدينة”. جامعة شيكاغومايكل تشانغ، الباحث الرئيسي في هذه الدراسة، والتي تم قبولها للنشر في ال رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. “هذا نوع جديد من الغلاف الجوي للكوكب لم يسبق لأحد رؤيته من قبل.”

قال عضو الفريق بيتر جاو من مختبر كارنيجي للأرض والكواكب في واشنطن العاصمة: “كانت هذه مفاجأة مطلقة. أتذكر بعد أن حصلنا على البيانات، كان رد فعلنا الجماعي هو: ما هذا بحق الجحيم؟”.

زوج غريب

الكوكب الجديد، PSR J2322-2650b، يدور في مدار سريع نجم نيوتروني، المعروف أيضًا باسم أ النجم النابض.

يصدر هذا النجم حزمًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي من أقطابه المغناطيسية على فترات منتظمة تفصل بينها أجزاء من الثانية فقط. لكن النجم يصدر في الغالب أشعة غاما وجسيمات أخرى عالية الطاقة، وهي غير مرئية للرؤية تحت الحمراء لتلسكوب ويب.

وهذا يعني أن العلماء يمكنهم دراسة الكوكب بتفاصيل معقدة عبر مداره بأكمله، وهي مهمة صعبة للغاية عادةً، لأن النجوم عادةً ما تتفوق على كواكبها بكثير.

وأوضحت مايا بيليزناي، طالبة الدراسات العليا في جامعة ستانفورد والتي عملت على نمذجة شكل الكوكب وهندسة مداره: “هذا النظام فريد من نوعه لأننا قادرون على رؤية الكوكب مضاءً بنجمه المضيف، ولكن لا نرى النجم المضيف على الإطلاق”. “وهكذا حصلنا على طيف نقي حقًا. ويمكننا دراسة هذا النظام بشكل أفضل بتفصيل أكثر من الكواكب الخارجية العادية.”

تُظهر هذه الرسوم المتحركة كوكبًا غريبًا خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم نابض بعيد، أو نجم نيوتروني سريع الدوران مع نبضات راديوية. الكوكب، الذي يدور على بعد حوالي مليون ميل من النجم النابض، يمتد إلى شكل ليمونة بسبب المد الجاذبي القوي للنجم النابض. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الكندية، رالف كروفورد (STScI)

بتقييم الكوكب، تفاجأ الفريق.

قال تشانغ: “بدلاً من العثور على الجزيئات الطبيعية التي نتوقع رؤيتها على كوكب خارج المجموعة الشمسية، مثل الماء والميثان وثاني أكسيد الكربون، رأينا جزيئات الكربون، وتحديداً C3 وC2”.

وفي قلب الكوكب، المعرض لضغط شديد، من الممكن أن يتم ضغط هذا الكربون وتحويله إلى الماس.

لكن السؤال الأكبر بالنسبة للعلماء هو كيف يمكن لمثل هذا الكوكب أن يتشكل على الإطلاق.

قال تشانغ: “من الصعب جدًا أن نتخيل كيف تحصل على هذه التركيبة الغنية بالكربون للغاية”. “يبدو أنه يستبعد كل آلية تشكيل معروفة.”

“لغز يجب ملاحقته”

PSR J2322-2650b قريب بشكل غير عادي من نجمه، على بعد مليون ميل فقط. وفي المقابل تبلغ مسافة الأرض عن الشمس حوالي 100 مليون ميل.

بسبب مداره الضيق للغاية، فإن العام بأكمله للكوكب الخارجي – الوقت الذي يستغرقه للدوران حول نجمه – يبلغ 7.8 ساعة فقط.

ومن خلال تطبيق النماذج على اختلافات سطوع الكوكب على مداره، وجد الفريق أن قوى الجاذبية الهائلة الصادرة عن النجم النابض الأثقل بكثير تسحب الكوكب الذي له كتلة المشتري إلى شكل ليموني.

يمكن اعتبار النجم والكوكب الخارجي معًا نظام “الأرملة السوداء”. الأرامل السوداء هي نوع نادر من الأنظمة حيث يقترن النجم النابض الذي يدور بسرعة مع رفيق صغير منخفض الكتلة. في الماضي، كانت المواد القادمة من النجم المرافق تتدفق إلى النجم النابض، مما أدى إلى دورانه بشكل أسرع مع مرور الوقت، مما أدى إلى هبوب رياح قوية. ثم تقوم تلك الرياح والإشعاع بقصف وتبخر النجم الأصغر والأقل كتلة.

مثل العنكبوت الذي سمي باسمه، يلتهم النجم النابض شريكه البائس ببطء.

لكن في هذه الحالة، يعتبر الرفيق الصغير رسميًا كوكبًا خارج المجموعة الشمسية من قبل الاتحاد الفلكي الدولي، وليس نجمًا.

وقال تشانغ: “هل كان هذا الشيء يشبه كوكبا عاديا؟ لا، لأن التكوين مختلف تماما”. “هل تشكل عن طريق تجريد النجم من الخارج، مثلما تتشكل أنظمة الأرملة السوداء “الطبيعية”؟ ربما لا، لأن الفيزياء النووية لا تصنع الكربون النقي”.

يعد عضو الفريق روجر روماني، من جامعة ستانفورد ومعهد كافلي للفيزياء الفلكية الجزيئية ومعهد علم الكونيات، أحد الخبراء البارزين في العالم في أنظمة الأرملة السوداء. يقترح ظاهرة مثيرة للذكريات يمكن أن تحدث في الجو الفريد.

يقول روماني: “عندما يبرد الرفيق، يبدأ خليط الكربون والأكسجين في الداخل في التبلور”. “تطفو بلورات الكربون النقي إلى الأعلى وتختلط بالهيليوم، وهذا ما نراه. ولكن بعد ذلك يجب أن يحدث شيء ما لإبعاد الأكسجين والنيتروجين. وهنا يوجد جدل”.

قال روماني: “لكن من الجيد ألا تعرف كل شيء”. “إنني أتطلع إلى معرفة المزيد عن غرابة هذا الجو. من الرائع أن يكون لديك لغز لتلاحقه.”

بفضل رؤيته بالأشعة تحت الحمراء وحساسيته الرائعة، يعد هذا اكتشافًا فقط تلسكوب ويب يمكن أن تجعل. إن موقعه على بعد مليون ميل من الأرض وحاجبه الشمسي الضخم يبقي الأدوات باردة جدًا، وهو أمر ضروري لإجراء هذه الملاحظات.

وأوضح تشانغ: “على الأرض، هناك الكثير من الأشياء الساخنة، وهذه الحرارة تتداخل حقًا مع عمليات الرصد لأنها مصدر آخر للفوتونات عليك التعامل معه”. “إنه غير ممكن على الإطلاق من الأرض.”

المرجع: “جو غني بالكربون على كوكب نابض عاصف” بقلم مايكل تشانغ، مايا بيليزناي، تيموثي د. براندت، روجر دبليو روماني، بيتر جاو، هايلي بيلتز، ماثيو بايلز، ماثيو سي نيكسون، جاكوب إل بين، ثاديوس دي كوماتشيك، براندون بي كوي، جوانجوي فو، رافائيل لوك، دانييل جيه ريردون، إيما كارلي، ريان إم. شانون، جوناثان ج. فورتني، أنجالي أ.أ. بييت، م. كولمان ميلر وجان ميشيل ديزرت، 16 ديسمبر 2025، رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/2041-8213/ae157c

ومن بين علماء جامعة شيكاغو الآخرين المشاركين في الدراسة البروفيسور جاكوب بين، وطالب الدراسات العليا براندون بارك كوي، ورافائيل لوكي، الذي كان آنذاك باحثًا ما بعد الدكتوراه في جامعة شيكاغو ويعمل الآن في معهد الفيزياء الفلكية في الأندلس في إسبانيا.

التمويل: ناسا، مؤسسة هايسينج سيمونز.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.