غلاف جوي يتحدى المستحيل.. اكتشاف مذهل لكوكب صخري فائق الحرارة

في اكتشاف فلكي لافت، كشف علماء عن أوضح دليل حتى الآن على وجود غلاف جوي يحيط بكوكب صخري شديد الحرارة خارج نظامنا الشمسي، في نتيجة تقلب مفاهيم راسخة حول مصير الكواكب الصغيرة القريبة من نجومها.

وتمكن فريق بحثي تقوده مؤسسة Carnegie، بالاعتماد على تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة «ناسا»، من دراسة الكوكب الصخري TOI-561 b، الذي يدور حول نجمه في دورة خاطفة لا تتجاوز 10.56 ساعة، ما يجعله واحدا من أكثر الكواكب المعروفة قربا من نجمه.

ويبلغ حجم الكوكب نحو ضعف حجم الأرض تقريبًا، إلا أنه يختلف عنها جذريا؛ إذ يدور على مسافة قريبة للغاية من نجمه تعادل عُشر المسافة بين عطارد والشمس، ما يجعل أحد جانبيه غارقا في نهار دائم لا يعرف الظلام.

وبحسب النظريات السائدة، كان من المتوقع أن يفقد كوكب صغير وحار بهذه المواصفات غلافه الجوي سريعًا بعد تشكله، إلا أن الرصد الجديد كشف مفاجأة غير متوقعة.

وقالت نيكول والاك، المشاركة في إعداد الدراسة المنشورة في مجلة رسائل الفيزياء الفلكية:«استنادا إلى ما نعرفه عن الأنظمة الأخرى، كان يُعتقد أن مثل هذا الكوكب صغير وحار بدرجة تمنعه من الاحتفاظ بغلافه الجوي لفترة طويلة، لكن هذه الملاحظات تقلب تلك الفرضيات رأسًا على عقب».

ورغم أن النجم الذي يدور حوله الكوكب أقدم بكثير من الشمس، فإن الغلاف الجوي لـ TOI-561 b يبدو سليما بشكل لافت ويرجح العلماء أن انخفاض كثافة الكوكب مقارنة بالأرض يسهم جزئيا في هذه الظاهرة، دون أن يضعه ضمن فئة الكواكب الغازية العملاقة المنتفخة.

ودرس الفريق احتمال أن تكون كثافة الكوكب المنخفضة ناتجة عن نواة حديدية صغيرة ووشاح أخف وزناً، وهو سيناريو يتماشى مع الخصائص الكيميائية للنجم المضيف.

وأوضحت الباحثة الرئيسية جوانا تيسكي أن الكوكب يتميز عن غيره من الكواكب ذات الدورات المدارية القصيرة جدًا بكونه يدور حول نجم قديم وفقير بالحديد، ما يشير إلى أنه قد يكون تشكل في بيئة كيميائية مختلفة عن تلك التي نشأت فيها كواكب النظام الشمسي.

ويرى العلماء أن هذا الأمر يجعله نموذجا مهما لفهم آليات تشكل الكواكب في المراحل الأولى من عمر الكون.

وباستخدام جهاز NIRSpec على متن تلسكوب جيمس ويب، قاس الباحثون حرارة الجانب النهاري للكوكب أثناء ما يُعرف بالكسوف الثانوي وكان من المتوقع أن تصل الحرارة، في حال كان السطح صخريا مكشوفا، إلى نحو 4900 درجة فهرنهايت (2700 مئوية)، إلا أن القياسات الفعلية أظهرت حرارة أقل بكثير بلغت نحو 3200 درجة فهرنهايت (1760 مئوية).

هذا التفاوت الحراري الكبير يشير إلى وجود آلية فعالة لإعادة توزيع الحرارة، لا يمكن تفسيرها بسطح مكشوف فقط.

واستبعد الفريق سيناريوهات مثل وجود محيط من الصهارة أو طبقة رقيقة من بخار الصخور، ليخلص في النهاية إلى أن وجود غلاف جوي كثيف هو التفسير الوحيد المنطقي.

وقالت الباحثة المشاركة أنجالي بييت:«الرياح القوية تنقل الحرارة من الجانب النهاري إلى الليلي، فيما تمتص غازات مثل بخار الماء جزءًا من الضوء، كما قد تعكس السحب الساطعة ضوء النجم، ما يساهم في تبريد الكوكب».