استخدم علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لمراقبة كوكب خارجي عملاق غازي غريب يدور حول نجم ميت، وهو قزم أبيض، يقع على بعد حوالي 80 سنة ضوئية. يمنح نظام “الحياة بعد الموت” هذا للعلماء رؤية رائعة لما قد يبدو عليه النظام الشمسي بعد حوالي 6 مليارات سنة من استنفاد الشمس للهيدروجين الموجود في قلبها، وتخلصها من طبقاتها الخارجية، وتركت وراءها بقايا نجمية قزمة بيضاء مشتعلة.
قبل المراحل النهائية من هذا التحول، سيكون نجمنا قد أصبح العملاق الأحمر، ويتضخم إلى عدة أضعاف نصف قطره الأصلي، ويبتلع الكواكب الصخرية الداخلية بما في ذلك الأرض ولكنه يترك الكواكب الخارجية – على الرغم من تغييرها بشكل لا رجعة فيه. يعكس هذا، قزم أبيض في قلب هذا البحث يدور حول كوكب خارجي بحجم كوكب المشتري ود 1856 ب.
بينما يدور WD 1856 b حول نجمه الأم الميت، فإنه يعبر أو “يعبر” وجه هذا القزم الأبيض، المعروف باسم WD 1856+534. من خلال مراقبة عمليات العبور هذه باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، تمكن الفريق من قياس كتلة ودرجة حرارة هذا الكوكب الشبيه بالمشتري مع مراقبة تكوين غلافه الجوي أيضًا. ولدهشتهم، وجدوا أن WD 1856 b أكثر سخونة من المتوقع. واكتشفوا أيضًا كيف أصبح لهذا الكوكب مدار ضيق بشكل غير عادي حول نجمه القزم الأبيض المضيف.
“لقد اعتدنا أن ننظر إلى الوراء في الوقت المناسب عندما نستخدم التلسكوبات، ولكن هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من التطلع إلى ما قد يحدث للكواكب الخارجية حول بقايا نجم يشبه الشمس؛ إنه مثل استخدام آلة الزمن للنظر في المستقبل البعيد لنظامنا الشمسي،” قال قائد الفريق ريان ماكدونالد من جامعة سانت أندروز في اسكتلندا. قال في بيان. “هذه مجرد بداية لاستكشافنا للكواكب التي تدور حول نجوم ميتة باستخدام ويب، وما زال البحث عن المزيد من الكواكب التي تدور حول الأقزام البيضاء مستمرًا.
“تظهر نتائجنا أن موت النجوم ليس النهاية، فبعض الكواكب تشهد مستقبلًا نابضًا بالحياة بعد موت نجمها.”
وقد نُشر بحث الفريق يوم الأربعاء (يوليو) في المجلة طبيعة.
Survivor Planet هو شخص غريب الأطوار حقًا
تم اكتشاف العملاق الغازي WD 1856 b لأول مرة في عام 2020 بواسطة المركبة الفضائية لصيد الكواكب الخارجية التابعة لناسا تيس (القمر الصناعي العابر لمسح الكواكب الخارجية) وتلسكوب سبيتزر الفضائي. يكتشف تيس الكواكب الخارجية باستخدام الانخفاضات الصغيرة في ضوء النجوم التي تحدثها أثناء عبور نجومها المضيفة، مما يحجب ضوء النجوم.
كان هذا أول كوكب سليم يُكتشف على الإطلاق ويدور حول قزم أبيض. ما برز على الفور بشأن WD 1856 b هو مدى قرب مداره من مضيفه القزم الأبيض. المدار حوالي 2% حجم مدار الأرض حول الشمس ويستغرق اكتماله 1.4 يومًا أرضيًا فقط.
وقال ماكدونالد: “الكوكب غريب تمامًا. فهو بحجم كوكب المشتري تقريبًا، لكن القزم الأبيض الذي يدور حوله هو بحجم الأرض، لذا فإن الكوكب أكبر سبع مرات من نجمه”.
لا يمكن أن يكون الكوكب دائمًا في مدار قريب من نجمه. ولو كان الأمر كذلك، لكان قد طمس عندما تحول النجم إلى عملاق أحمر قبل أن يتخلص من طبقاته الخارجية المنتفخة ويترك وراءه قزمًا أبيض.
وقال كريستوفر أوكونور، عضو الفريق من جامعة نورث وسترن: “السؤال الكبير هو كيف انتهى الأمر بـ WD 1856 b إلى ما هو عليه اليوم، وهناك نظريتان”. “أحدهما هو أن النجم المضيف ابتلع الكوكب بينما كان يحتضر، وتمكن من البقاء على قيد الحياة في الداخل. والآخر هو أن الهجرة حدثت بسبب تأثير الجاذبية للأجسام الأخرى في النظام. القزم الأبيض هو جزء من نظام نجمي ثلاثي، ومن الممكن أن تكون النجوم المرافقة الخارجية قد أثرت على مدار WD 1856 b.”
كان الدليل الذي سمح للفريق بالتمييز بين آليات الهجرة هذه هو درجة حرارة WD 1856 b، والتي عند 260 درجة فهرنهايت (127 درجة مئوية) تكون أكثر سخونة بنحو 240 درجة عما لو كان مصدر الحرارة الوحيد هو الضوء القادم من نجمه القزم الأبيض.
مع عدم وجود طاقة متاحة لتدفئة الكوكب إلى درجات الحرارة هذه، رأى الفريق أن درجة الحرارة يجب أن تكون نتيجة متبقية للاحترار السابق إما من اجتياح العملاق الأحمر أو أثناء الهجرة إلى الداخل. وباستخدام ملاحظات لكتلة الكوكب التي تتراوح بين أربعة إلى 11 مرة كتلة كوكب المشتري، تمكن الفريق من وضع نموذج لكيفية تبريده بمرور الوقت.
وتوصل ماكدونالد وزملاؤه إلى أن WD 1856 b قد تم تسخينه على الأرجح منذ حوالي 3 إلى 5.5 مليار سنة. لقد كان نجمه المضيف قزمًا أبيض لفترة أطول من ذلك، مما يعني أن الكوكب الخارجي كان آمنًا خلال مرحلة العملاق الأحمر المدمر للنجم، وانتقل إلى مداره الضيق بعد ذلك.
وقال أوكونور: “مع تحرك الكوكب إلى الداخل، فإن تفاعلاته مع الجاذبية القوية للقزم الأبيض ستؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته بشكل كبير، وقد أصبح باردًا منذ ذلك الحين”.
وتشير النتائج إلى أن كوكب المشتري يمكن أن يقترب من الشمس بعد الدراما العنيفة لمرحلة العملاق الأحمر وتدمير النظام الشمسي الداخلي. تُظهر النتائج أيضًا قوة المراقبة المذهلة التي يتمتع بها تلسكوب جيمس ويب الفضائي وكيف أن التلسكوب الفضائي الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار لا يزال يكتشف أشياء لا تستطيع أي أداة أخرى اكتشافها.
وقالت فيكتوريا بوهم، عضوة الفريق من جامعة كورنيل: “الأقزام البيضاء مثل WD 1856 خافتة بشكل استثنائي مقارنة بالنجوم المضيفة للكواكب التي نلاحظها عادة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي”.
“لجعل الأمور أكثر صعوبة، فإن عبور الكوكب يستمر 8 دقائق فقط، لذلك إذا طرفت عينك فإنك ستفوتك! التقاط ما يكفي من الضوء لرؤية طيف WD 1856، مع القيام بذلك أيضًا بسرعة كافية حتى لا تفوت العبور، هو شيء لا يستطيع فعله سوى ويب.”
