اكتشاف نادر: كوكب غازي عملاق يدور حول نجم قزم

اكتشف العلماء كوكباً غازياً عملاقاً يدور حول نجم قزم، في ظاهرة نادرة يجد علماء الفيزياء الفلكية صعوبة في تفسيرها.

يشبه النجم TOI-6894 الكثير من النجوم الأخرى في مجرّتنا، لكونه قزماً أحمر ونجماً صغيراً خافتاً بكتلة توازي نحو 20% فقط من كتلة الشمس.

دائماً ما اعتقد علماء الكواكب أن مثل هذه النجوم لا تُوفّر الظروف اللازمة لتكوين الكواكب العملاقة واحتضانها. لكنّ فريقاً دولياً من علماء الفلك اكتشف علامة جلية لكوكب غازي يدور حول النجم الصغير TOI-6894، وفقاً لدراسة نُشرت في مجلة «نيتشر أسترونومي». علماً أنّ TOI-6894 يُعد الآن أصغر نجم معروف يحتضن كوكباً عملاقاً.

هذا الكوكب، المسمى TOI-6894b، له نصف قطر أكبر قليلاً من نصف قطر زحل، لكن كتلته تعادل نصف كتلة زحل فقط. ويدور حول نجمه في 3.36 أيام فقط.

وفي سبيل اكتشافه، أجرى الفريق الدولي عمليات رصد باستخدام البيانات الضوئية من القمر الاصطناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS)، كجزء من حملة للبحث عن كواكب عملاقة تدور حول نجوم قزمة. وتأكد وجود TOI-6894b لاحقاً بواسطة التلسكوبات الأرضية، بما في ذلك التلسكوب العملاق جداً (Very Large Telescope) في تشيلي.

• 

تحدٍّ للنظريات الفلكية حول تشكّل الكواكب

قال الباحث المشارك في إعداد الدراسة، الأستاذ المشارك في «جامعة وارويك» في المملكة المتحدة، دانيال بايليس، إنّ «معظم النجوم في مجرتنا نجوم صغيرة ومنخفضة الكتلة، مثل هذا النجم، وكان يُعتقد سابقاً أنها لا تستضيف كواكب غازية عملاقة. وبالتالي، فإنّ وجود هذا الكوكب له آثار كبيرة على العدد الإجمالي المقدر للكواكب العملاقة في مجرتنا».

من جانبه، أوضح الباحث في مختبر «مولارد» لعلوم الفضاء، فنسنت فان إيلين، أنّ «هذا الاكتشاف محيّر. لا نفهم حقاً كيف يمكن لنجم بهذه الكتلة الضئيلة أن يُشكّل كوكباً بهذه الضخامة! هذا أحد أهداف البحث عن الكواكب الخارجية: عبر إيجاد أنظمة كوكبية مختلفة عن نظامنا الشمسي، يمكننا اختبار نماذجنا وتحسين فهمنا لتشكّل نظامنا الشمسي».

نظرية النواة التراكمية ونظرية عدم الاستقرار

النظرية السائدة لتفسير تشكّل الكواكب هي «النواة التراكمية»، إذ تبدأ العملية في قرص كوكبي بدائي من الغاز والغبار حول نجم حديث التكوين. تتشكّل النواة الكوكبية هناك عن طريق التراكم التدريجي للمواد، ومع ازدياد الكتلة، يجذب الكوكب غلافاً جوياً كثيفاً يؤدي إلى تكوّن عملاق غازي.

لكن هذه النظرية تفترض أن تشكُّل كواكب عملاقة يتطلب قرصاً غنياً بالغاز والغبار، وهو ما لا يتوافر عادة حول النجوم المنخفضة الكتلة مثل TOI-6894.

هناك نظرية بديلة تعرف بـ«عدم استقرار الجاذبية»، وتفترض أن القرص الكوكبي قد يتفتت تلقائياً بفعل جاذبيته الذاتية ليُشكّل كوكباً، لكن البيانات المتوافرة لا تدعم هذا السيناريو أيضاً.

• 

غلاف جوي نادر… و«جيمس ويب» على الموعد

يرى الباحثون أن دراسة الغلاف الجوي لهذا الكوكب قد تساعد في تفسير أصل تشكّله. ويعد TOI-6894b بارداً نسبياً مقارنة بالكواكب الغازية الأخرى المكتشفة، إذ تبلغ حرارته 420 كلفن فقط (نحو 147 درجة مئوية)، مقارنة بـ1000–2000 كلفن لدى الكواكب المشتراة الساخنة.

ويتوقع العلماء أن يكون غلافه الجوي غنياً بغاز الميثان، وهو أمر نادر جداً، ما يجعله هدفاً رئيسياً لمزيد من الأبحاث. ومن المقرر أن يرصد تلسكوب «جيمس ويب» الفضائي غلاف الكوكب في الاثني عشر شهراً المقبلة.