جيمس ويب يكشف أسرار عالم “جهنمي” يدور حول نجمه في أقل من يوم أرضي

ويبعد هذا الكوكب الصخري المسمى “55 كانكري إي” (55 Cancri e)، 41 سنة ضوئية عن الأرض، وهو يدور حول نجمه في أقل من يوم واحد أرضي.

ورصد فريق البحث خمسة خسوفات لكوكب “55 كانكري إي” باستخدام تلسكوب جيمس ويب، وقارنوا النتائج مع النماذج القديمة لتطور الكواكب الصخرية، التي توقعت عموما أغلفة جوية غنية بأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. لكن الملاحظات الجديدة كشفت عن غلاف جوي يحتوي على كميات وفيرة من أول أكسيد الكربون، وكميات صغيرة نسبيا من ثاني أكسيد الكربون، وكميات كبيرة بشكل مدهش من الهيدروجين.

كما وجد الباحثون اختلافات بين ملاحظات الخسوفات الخمسة، ويرجحون أن هذه الاختلافات قد تكون ناجمة عن انبعاثات غازية بركانية أو عن غيوم تتشكل من مواد تنطلق من باطن الكوكب، وقد تعمل هذه الغيوم على تبريد سطح الكوكب مؤقتا قبل أن تبددها الانبعاثات الغازية المستمرة.

وتشير الدراسة إلى أن الأغلفة الجوية الثانوية للكواكب الصخرية تتحدد بتركيب الباطن وما يتبعه من انبعاثات غازية، وبالتالي فإن تركيب أغلفتها الجوية يرتبط مباشرة بحالة الأكسدة والاختزال في باطنها، وهي حالة تصف التوازن الكيميائي بين الأكسجين والهيدروجين أو الحديد داخل الكوكب.

ووفقا للنتائج، فإن التوازن الكيميائي داخل كوكب “55 كانكري إي” يميل بشدة لصالح الهيدروجين على حساب الأكسجين، ما يجعله غنيا بالهيدروجين. وهذا الغلاف الجوي الغني بالهيدروجين ليس مجرد ظاهرة سطحية، بل هو انعكاس مباشر لما يحدث في أعماق الكوكب، ما يمنح العلماء وسيلة نادرة لفهم كيمياء باطنه دون الحاجة إلى الحفر أو الهبوط عليه.

وتم اكتشاف أول كوكب صخري خارج المجموعة الشمسية، CoRoT-7 b، في عام 2009، لكن المفاجئ أن كوكب “55 كانكري إي” كان قد رصد قبل ذلك بخمس سنوات، أي في عام 2004، ما يجعله من أوائل الكواكب الصخرية المكتشفة خارج نظامنا الشمسي.

وإلى جانب هذين الكوكبين، هناك عوالم صهارية أخرى معروفة مثل K2-141 b وL 98-59 d وTOI-561 b وHD 63433 d، وتتفاوت فترات مداراتها بشكل كبير، إذ تتراوح بين 6.7 ساعات فقط و7.5 أيام، ما يظهر تنوعا واسعا في خصائصها المدارية رغم اشتراكها جميعا في الظروف القاسية.

ومثل “55 كانكري إي”، تخضع هذه الكواكب لتأثير جاذبية نجومها بشكل يحبس أحد وجهيها في مواجهة النجم باستمرار، ما يعرضها لحرارة استثنائية.

ففي “55 كانكري إي”، يعتقد أن الصخور المنصهرة تتركز على الجانب المواجه للنجم، بينما قد تكون عوالم أخرى مثل L 98-59 d مغطاة بالكامل بمحيط من الصهارة، وهو مشهد يذكر بالمناظر البركانية الهائلة لقمر المشتري آيو.

وعلى الرغم من أن آيو والكواكب الصهارية قد تشترك في نشاط بركاني واسع النطاق، فإن القوى التي تحرك هذا النشاط مختلفة جدا، فبراكين آيو مدعومة بالتسخين المدي الناتج عن جاذبية المشتري الهائلة التي تمدد وتضغط القمر الصغير باستمرار، ما يولد حرارة داخلية كافية لتغذية ثورات بركانية واسعة. أما الكواكب الصهارية مثل “55 كانكري إي” فتسخن في المقام الأول لأنها تدور قريبا جدا من نجومها المضيفة، حيث يذيب التسخين النجمي الشديد الصخور على السطح، ونظرا لأن العديد من هذه العوالم مقيدة جاذبيا، فإن المناطق المنصهرة قد تبقى مركزة على الجانب المواجه للنجم بشكل دائم.

ومع استمرار علماء الفلك في استخدام مراصد قوية مثل تلسكوب جيمس ويب، قد يكشف “55 كانكري إي” والعوالم الصهارية الأخرى المزيد عن تكوين وتطور وبواطن خفية لبعض أكثر الكواكب الصخرية تطرفا التي تم اكتشافها على الإطلاق.

نشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة Nature Astronomy.

المصدر: ساينس ديلي