كتب – رامز يوسف:
تشير أبحاث جديدة إلى أن أفضل نظريات العلماء حول كيفية تشكل الكواكب قد تكون خاطئة. اكتشف علماء الفلك الذين يدرسون كوكبًا لا يزال يتشكل خارج نظامنا الشمسي أن تركيبته الكيميائية لا تتطابق تمامًا مع قرص الغاز والغبار الدوامي الذي تشكل منه. يقول الباحثون إن هذا الاكتشاف يتحدى النماذج القياسية لتكوين الكواكب ويشير إلى أنها قد تكون مبسطة للغاية.
الكوكب الناشئ، المسمى PDS 70b، هو عالم يبلغ حجمه 3 أضعاف حجم كوكب المشتري ويقع على بعد حوالي 400 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة قنطورس. وهو جزء من نظام مكون من كوكبين – أحد الأنظمة القليلة المعروفة حيث لا تزال الكواكب تتجمع، ما يوفر فرصة جيدة لعلماء الفلك لفحص الارتباط بين الكواكب الوليدة وقرص ميلادها.
يدور الكوكب PDS 70b حول نجمه المضيف على مسافة مماثلة لمدار أورانوس حول الشمس، وأشارت الملاحظات السابقة إلى أنه قد يقترب من نهاية عصره الوليد بعد تراكم الكتلة لمدة 5 ملايين سنة تقريبًا.
في مايو، استخدم علماء الفلك تلسكوب Keck II في هاواي لدراسة التركيب الكيميائي لكوكب PDS 70b، وتحديدًا النظر في وفرة أول أكسيد الكربون والماء. استخدم الفريق هذه المعلومات لاستنتاج كمية الكربون والأكسجين الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب – وهما من أكثر العناصر شيوعًا في كوننا بعد الهيدروجين والهيليوم وبالتالي هما من العناصر الرئيسية لتكوين الكوكب.
من خلال مقارنة هذه الملاحظات بالبيانات الأرشيفية عن الغازات في القرص الكوكبي الأولي للنظام، وجد الباحثون أن الغلاف الجوي للكوكب يحتوي على كمية أقل بكثير من الكربون والأكسجين مما كان متوقعًا. ووصفوا نتائجهم في ورقة بحثية نُشرت يوم الأربعاء (18 ديسمبر) في Astrophysical Journal Letters.
“كان ذلك مفاجئًا بعض الشيء، ويُظهِر أن نظرياتنا السابقة المقبولة على نطاق واسع لتكوين الكواكب كانت مبسطة للغاية”، هذا ما قاله تشي تشون هسو، عالم الفيزياء الفلكية الرصدية الذي يعمل حاليًا باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة نورث وسترن في إلينوي، في بيان.
يعتقد العلماء أن الكواكب، بما في ذلك تلك الموجودة في نظامنا الشمسي، تتشكل عندما تصطدم الجسيمات في القرص الكوكبي الأولي وتلتصق ببعضها البعض، لتشكل في النهاية أجسامًا أكبر من خلال التراكم. إذا كانت هذه عملية تحدث بالفعل، فيجب أن تكون للكواكب تركيبات كيميائية مماثلة لأقراصها.
يقترح الباحثون سيناريوهين يمكنهما تفسير التناقض الملحوظ. أولاً، ربما يكون PDS 70b قد دمج غالبية الكربون والأكسجين ليس مباشرة من الغاز الموجود في القرص الكوكبي الأولي ولكن من مادة صلبة مثل الجليد والغبار، والتي من شأنها أن تحتوي على الكربون والأكسجين المحاصرين.
وتشير الملاحظات الأخيرة التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي لأنظمة كوكبية أخرى إلى أن مثل هذه العملية ممكنة ويمكن أن تؤثر على التركيب الكيميائي للكواكب الناشئة. وقال جيسون وانج، أستاذ الفيزياء والفلك المساعد في جامعة نورث وسترن، إذا اتبع PDS 70b نفس المسار، “فإن الجليد والغبار كانا ليتبخرا قبل دخول الكوكب. لذا، قد يخبرنا ذلك أنه لا يمكننا فقط مقارنة الغاز بالغاز – فقد تحدث المكونات الصلبة فرقًا كبيرًا في نسبة الكربون إلى الأكسجين”.
أو ربما أصبح القرص الكوكبي الأولي غنيًا بالكربون مؤخرًا نسبيًا، كما تتنبأ نماذج أخرى لتكوين الكواكب. وقال الباحثون إن البيانات الموجودة حول النظام ليست كافية للتمييز بين هذين الاحتمالين، لكن الملاحظات القادمة للكوكب الثاني، PDS 70c، قد توفر الرؤى اللازمة لنمذجة أكثر تفصيلاً للنظام.
وقال هسو: “من خلال دراسة هذين الكوكبين معًا، يمكننا فهم تاريخ تكوين النظام بشكل أفضل.. ولكن هذا مجرد نظام واحد. ومن الناحية المثالية، يتعين علينا تحديد المزيد من هذه الأنظمة لفهم كيفية تشكل الكواكب بشكل أفضل”.
المصدر: live science
اقرأ أيضا:
