لغز الكوكب المنتفخ في كوكبة العذراء

(NLDO) - كان كوكب WASP-107b في يوم من الأيام سبباً في حيرة العلماء لأنه كان موجوداً في حالة تشبه قطعة حلوى غزل البنات.

WASP-107b هو اسم أحد الكواكب في نظام النجوم WASP-107، والذي يقع على بعد 212 سنة ضوئية من الأرض وفي كوكبة العذراء.

ويطلق عليه العلماء العديد من الأسماء الغريبة مثل "كوكب حلوى القطن" أو "الكوكب المنتفخ".

كوكب حلوى القطن WASP-107b - الصورة مقدمة من مدرسة لوكا للفنون/ناسا/وكالة الفضاء الأوروبية

السبب وراء حصول WASP-107b على مثل هذه الألقاب الغريبة هو أنه يبدو وكأنه مصنوع من القطن.

وبحسب قاعدة بيانات الكواكب الخارجية التابعة لوكالة ناسا، تشير الدراسات إلى أن هذا العالم الغريب تبلغ كثافته حوالي 0.19 - 0.202 جم/سم3 فقط، في حين تبلغ كثافة الأرض 5.51 جم/سم3.

يبلغ نصف قطر كوكب WASP-107b أقل بقليل من نصف قطر كوكب المشتري - 0.94 مرة من نصف قطر المشتري. ومع ذلك، فإن كتلته أكبر من كتلة الأرض بحوالي 30 مرة فقط. ورغم أن كوكب المشتري كوكب غازي ذو كثافة أقل من الكواكب الصخرية، إلا أنه لا يزال أكبر من كتلة الأرض بـ 318 مرة.

لم تتمكن نماذج تشكل الكواكب السابقة من تفسير كيفية تشكل كوكب بهذا الحجم والوزن الخفيف للغاية.

تمكن فريق بحثي بقيادة الفيزيائي ديفيد ك. سينج من جامعة جونز هوبكنز (الولايات المتحدة) من حل هذا اللغز في دراسة نشرت في المجلة العلمية نيتشر.

وبناء على نصف قطره المفترض وكتلته وعمره ودرجة حرارته الداخلية، يعتقد العلماء أن WASP-107b لديه نواة صخرية صغيرة للغاية محاطة بكتلة كبيرة من الهيدروجين والهيليوم.

لكن من الصعب فهم كيف استطاع نواة صغيرة كهذه امتصاص كل هذه الكمية من الغاز. ولو كانت النواة كبيرة، لكان من المفترض أن يتقلص غلافه الجوي مع برودة الكوكب.

وبدمج الملاحظات من كاميرا جيمس ويب القريبة للأشعة تحت الحمراء (NIRCam) وجهاز تصوير الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) وكاميرا هابل ذات المجال الواسع 3 (WFC3)، وهما أقوى تلسكوبين فضائيين قيد الاستخدام حاليًا، قام الباحثون بقياس وفرة العديد من الجزيئات في الغلاف الجوي لكوكب WASP-107b.

وتشمل هذه الجزيئات بخار الماء، والميثان، وثاني أكسيد الكربون، وأول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت، والأمونيا.

تظهر أطياف هابل وجيمس ويب نقصًا مفاجئًا في غاز الميثان في الغلاف الجوي لكوكب WASP-107b: واحد على الألف من الكمية المتوقعة بناءً على درجة حرارته البالغة 500 درجة مئوية.

هناك تفسير واحد فقط: على الرغم من وجود درجة حرارة سطح "باردة" للغاية مقارنة بكواكب "المشتري الساخنة" الأخرى المسجلة، فإن كوكب غزل البنات هذا يمتلك نواة ساخنة للغاية، لأن الميثان غير مستقر في درجات الحرارة العالية.

قد يكون هذا التسخين الداخلي ناتجًا عن التسخين المدّي الناتج عن مداره الإهليلجي. تتغير قوة الجاذبية مع اقتراب الكوكب من نجمه الأم وابتعاده عنه، مما يؤدي إلى تمدد الكوكب ويسبب ذلك.

وبعد التأكد من أن الكوكب يحتوي على ما يكفي من الحرارة في داخله لتحريك غلافه الجوي بالكامل، أدرك الباحثون أن التحليل الطيفي قد يوفر أيضًا طريقة جديدة لتقدير حجم النواة.

أظهرت النتائج أن حجم نواة الكوكب أكبر بمرتين مما كان يُعتقد سابقًا. ويعود ذلك إلى كبر حجم النواة وسخونتها، مما جعل غلاف الكوكب الغازي سميكًا للغاية، وحافظ على حالته الشبيهة بحلوى غزل البنات مع مرور الوقت.

وبعبارة أخرى، فهو نسخة أكثر حرارة من نبتون من كوكب المشتري.

المصدر: https://nld.com.vn/bi-an-hanh-tinh-sung-hup-giua-chom-sao-xu-nu-196240521081817059.htm