السبت، 06 أغسطس 2022 - 10:58 م

يبدو أن اكتشاف العديد من الكواكب الخارجية التي تتقلص، يحل "الحلقة المفقودة" في تطور الكواكب، فقد تم العثور على أربعة كواكب في مجرة درب التبانة، التي هي مكان كبير ومتنوع يضم أنواعًا من الكواكب الخارجية التي تم تحديدها حتى الآن، والتي تختلف تمامًا عما نجده في نظامنا الشمسي.

وإحدى هذه الكواكب هو كوكب نبتون الصغير، وهو أكثر أنواع العالم شيوعًا التي اكتشفتها مهمة كبلر، لكنه غائب بشكل ملحوظ عن ركننا الصغير من المجرة.

وهذه عوالم أضخم من الأرض، وأقل كتلة من نبتون، لكنها لا تزال محاطة بغلاف جوي كثيف يشبه علاف كوكب نبتون الذي يتكون من الهيدروجين والهيليوم، ومن المثير للاهتمام أن هذه الكواكب الخارجية، تبدو وكأنها لا تقل عن ضعف نصف قطر الأرض.

ويعتقد العلماء، أن هذه الفجوة موجودة لأنه ، فوق حد حرج معين ، تمتلك الكواكب الخارجية كتلة كافية للاحتفاظ بجو بدائي كبير يضخم حجمها ، مما يجعلها في فئة نبتون المصغرة. من ناحية أخرى ، لا تمتلك الكواكب الأرضية الفائقة كتلة كافية ، وإما أنها فقدت غلافها الجوي البدائي ، أو لم تبدأ بها أبدًا.

والسؤال التالي هو إذا كانت هذه الكواكب الخارجية قد بدأت بأغلفة جوية بدائية ، فكيف ضاعت؟

أحد المسارات المحتملة، يسمى فقدان الكتلة المدعوم من القلب، وهو الحرارة الداخلية الناتجة عن تكوين الكواكب، حيث يتم تحويل طاقة ربط الجاذبية إلى حرارة تقذف الغلاف الجوي البدائي، و يسمى الآخر بالتبخير الضوئي، حيث تقوم الأشعة السينية الشديدة والأشعة فوق البنفسجية من النجم الشاب بإزالة الغلاف الجوي للكواكب الخارجية.

ويؤدي تحديد أي من هذه السيناريوهات، إلى تحول نبتون المصغر إلى كواكب أرضية فائقة يتطلب مراقبة الكواكب الخارجية المتسربة، وتحديد المعدل الذي تفقد به الكتلة.

أقرأ أيضًا| اكتشاف أرض عملاقة خارج المجموعة الشمسية صالحة للحياة

واستخدم فريق من الباحثين بقيادة عالم الفلك مايكل زانج من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech)، التحليل الطيفي لدراسة الغلاف الجوي لأربعة كواكب شابة قريبين من نبتون، وتدور حول النجوم القزمة البرتقالية، لتحديد معدل تسريب هذه الكواكب الخارجية للهيليوم إلى الفضاء.

وتتضمن هذه الأربعة كواكب واحد يسمى TOI 560b ، والذي يبلغ قطره 2.8 مرة نصف قطر الأرض، والتي نشر تحليلها تشانج وزملاؤه في وقت سابق من هذا العام.

أما الثلاثة الأخرين فهم جدد، وهم  TOI 1430.01 ، بحجم 2.1 ضعف حجم الأرض ؛ TOI 1683.01 ، بحجم 2.3 ضعف حجم الأرض ؛ و TOI 2076b ، بحجم 2.52 ضعف حجم الأرض.

ووجد الفريق أن جميع الكواكب الأربعة، لديها تدفقات كبيرة من الهيليوم إلى الخارج، بمعدل يتوافق مع التبخير الضوئي، بدلاً من فقدان الكتلة بالطاقة الأساسية.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن معدل الفقد هذا كافٍ لتجريد الغلاف الجوي من هذه الكواكب الخارجية في بضع مئات من ملايين السنين فقط، كما وجد الفريق - وهذا نطاق زمني قصير جدًا في السياقات الكونية.

ويقول الفريق، إن النتائج التي توصلوا إليها تشير إلى أن معظم كواكب نبتون الصغيرة التي تدور حول النجوم الشبيهة بالشمس، ربما تتحول إلى كواكب أرضية فائقة، وتقوم بذلك عن طريق التبخير الضوئي.

وكتب تشانج وزملاؤه في ورقتهم التي تنتظر مراجعة الأقران: "نستنتج أن العديد من هذه الكواكب، إن لم يكن كلها، ستفقد أغلفتها الغنية بالهيدروجين وتصبح أرضًا فائقة".

وأضاف: "تظهر نتائجنا أن معظم نبتون الصغيرة التي تدور حول النجوم الشبيهة بالشمس لها أغلفة جوية بدائية ، وأن التبخير الضوئي هو آلية فعالة لتجريد هذه الأغلفة الجوية وتحويل هذه الكواكب إلى كواكب أرضية فائقة."