“ما هذا بحق الجحيم؟”

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

منذ أن اكتشف علماء الفلك أول عالم خارج المجموعة الشمسية في منتصف التسعينيات، أذهلتنا هذه الكواكب خارج المجموعة الشمسية أو “الكواكب الخارجية” بخصائصها الغريبة.

اكتشاف جديد تم باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، قد يكون أغرب كوكب خارج المجموعة الشمسية حتى الآن، حيث يمتلك غلافًا جويًا لا يشبه أي غلاف جوي رأيناه على الإطلاق على كوكب خارجي. حاليًا، لا يستطيع الفريق الذي يقف وراء هذا الاكتشاف تفسير كيفية ظهور هذا الكوكب.

الكوكب، المسمى PSR J2322-2650b، له كتلة تقارب كتلة كوكب المشتري ويدور حول نجم ميت يسمى النجم النابض الذي ينفجر نفاثتين من الإشعاع التي تجتاح الكون مثل المنارة الكونية. من الناحية الفنية، يُصنف النظام على أنه “نجم نابض أسود”، وهو نجم ثنائي يحتوي عادةً على كل من النجم النابض والجسم النجمي، والذي يؤدي إلى تآكله ويلتهمه بنفاثات إشعاعه.

وهذا ليس غريبا في حد ذاته. الكواكب الأولى وراء النظام الشمسي تم تأكيد وجود كل من Poltergeist (PSR B1257+12 B) وPhobetor (PSR B1257+12 C) في عام 1992، وهما يدوران أيضًا حول النجوم النابضة، وهي شكل شاب سريع الدوران من النجوم النيوترونية.

ومع ذلك، ما يميز PSR J2322-2650b هو حقيقة أن له شكلًا إهليلجيًا، مثل كوكب الليمون أو كرة القدم، وأن له غلافًا جويًا لم يسبق للعلماء رؤيته من قبل.

وقال بيتر جاو، عضو الفريق من مختبر كارنيجي للأرض والكواكب: “لقد كانت هذه مفاجأة مطلقة”. قال في بيان. “أتذكر أنه بعد أن حصلنا على البيانات، كان رد فعلنا الجماعي هو: ما هذا بحق الجحيم؟” الأمر مختلف تمامًا عما توقعناه”.

يهيمن الهيليوم والكربون على الغلاف الجوي لكوكب PSR J2322-2650b، ومن المحتمل أن يحتوي على سحب من سناج الكربون التي تتكثف لتكوين الماس الذي ينهمر على الكوكب.

على بعد حوالي مليون ميل (1.6 مليون كيلومتر) من نجمه الأم النابض (الأرض تبعد حوالي 100 مرة عن الشمس)، يكمل PSR J2322-2650b مداره مرة واحدة كل 8 ساعات أو نحو ذلك. وينشأ شكله الشبيه بالليمون من قوى المد والجزر المتولدة داخل الكوكب بفعل الجاذبية القوية للنجم الميت الذي يتشبث به.

“نوع جديد من الغلاف الجوي للكوكب لم يسبق لأحد رؤيته من قبل”

مثل جميع النجوم النيوترونية، تولد النجوم النابضة عندما تستنفد النجوم الضخمة التي يبلغ حجمها 10 أضعاف حجم الشمس على الأقل الوقود اللازم لنشاطها. الاندماج النووي. يؤدي هذا إلى تفجير الطبقات الخارجية للنجم، ومعظم كتلته، في انفجار مستعر أعظم.

خلفنا نواة تبلغ كتلتها ما بين 1 و 2 ضعف كتلة الشمس والتي تنسحق إلى عرض حوالي 12 ميلاً (20 كيلومترًا)، ولأنها تحتفظ بالزخم الزاوي، يمكنها الدوران بسرعة تصل إلى 700 مرة في الثانية!

النجم الأم لـ PSR J2322-2650b هو ما يسمى بالنجم النابض بالميلي ثانية، ولكن على الرغم من أنه يطلق إشعاعات أشعة غاما المكثفة، إلا أنه لا ينبعث منه الكثير من ضوء الأشعة تحت الحمراء. نظرًا لأن تلسكوب جيمس ويب الفضائي مصمم لرؤية الكون بالأشعة تحت الحمراء، فهذا يعني أن هذا النجم الميت القوي لا يحجب المجرة. تلسكوب فضائي بقيمة 10 مليار دولارعرض PSR J2322-2650b.

سمح ذلك للفريق بالتحقيق في الغلاف الجوي لـ PSR J2322-2650b بالتفصيل والكشف عن تركيبته الفريدة.

وقال قائد الفريق مايكل تشانغ من جامعة شيكاغو: “هذا نوع جديد من الغلاف الجوي للكوكب لم يسبق لأحد رؤيته من قبل”. “بدلاً من العثور على الجزيئات الطبيعية التي نتوقع رؤيتها على كوكب خارج المجموعة الشمسية – مثل الماء والميثان وثاني أكسيد الكربون – رأينا الكربون الجزيئي، وتحديداً الكربون 3 والكربون 2”.

PSR J2322-2650b مقفل مديًا على نجمه، مما يعني أن أحد الجانبين يواجه بشكل دائم النجم النيوتروني، الجانب النهاري للكوكب، بينما يواجه الجانب الآخر الفضاء إلى الأبد، الجانب الليلي.

تبلغ درجة الحرارة القصوى للجانب النهاري من PSR J2322-2650b 3700 درجة فهرنهايت (2040 درجة مئوية)، بينما تبلغ الحد الأدنى لدرجة الحرارة في الجانب الليلي 1200 درجة فهرنهايت (650 درجة مئوية).

عند درجات الحرارة هذه، يجب أن يرتبط الكربون الجزيئي بأنواع أخرى من الذرات، ويصبح هو السائد فقط في حالة عدم وجود أكسجين أو نيتروجين تقريبًا في الغلاف الجوي للكوكب. ومن بين 150 غلافًا جويًا للكواكب الخارجية تمت دراستها حتى الآن، لم يمتلك أي كوكب آخر كربونًا جزيئيًا يمكن اكتشافه.

وقال تشانغ: “هل كان هذا الشيء يشبه كوكبا عاديا؟ لا، لأن التكوين مختلف تماما”. “هل تشكلت عن طريق تجريد النجم من الخارج، مثلما تتشكل أنظمة الأرملة السوداء” العادية “؟

“ربما لا، لأن الفيزياء النووية لا تصنع الكربون النقي. ومن الصعب جدًا أن نتخيل كيف تحصل على هذه التركيبة الغنية بالكربون للغاية. ويبدو أنها تستبعد كل آلية تشكيل معروفة.”

هناك طريق واحد محتمل لنشوء هذا الكوكب، ويتوقف على ظاهرة فريدة تحدث في الغلاف الجوي الغريب لكوكب PSR J2322-2650b.

وقال روجر روماني، عضو الفريق والباحث في جامعة ستانفورد: “عندما يبرد الرفيق، يبدأ خليط الكربون والأكسجين في الداخل في التبلور. وتطفو بلورات الكربون النقي إلى الأعلى وتختلط في الهيليوم، وهذا ما نراه”. “ولكن بعد ذلك يجب أن يحدث شيء ما لإبعاد الأكسجين والنيتروجين. وهنا يأتي اللغز.

“لكن من الجيد ألا تعرف كل شيء. إنني أتطلع إلى معرفة المزيد عن غرابة هذا الجو. إنه لأمر رائع أن يكون لديك لغز لتبحث عنه.”