عند النظر إلى كواكب المجموعة الشمسية، ربما يتبادر إلى الذهن إنها متنوعة، إذ لا يوجد كوكبان متماثلان تمامًا في مجموعتنا الشمسية، ولكن عمومًا نستطيع تصنيفها إلى كواكب صخرية مثل عطارد والزهرة والأرض، وكواكب غازية مثل العملاقين الغازيين زحل والمشتري، وكواكب جليدية مثل أورانوس ونبتون، وكواكب قزمة مثل بلوتو وسيريس. لكن الأغرب لم يأت بعد، إذ اكتشف الفلكيون حديثًا وجود نوع مذهل من الكواكب شديدة الهشاشة.
اكتشف العلماء حتى الآن 15 كوكبًا من هذه الكواكب خارج مجموعتنا الشمسية، 3 منها بحجم المشتري، تدور حول نجم يبعد عنا 2600 سنة ضوئية، ومع إن لها حجم المشتري تقريبًا، تبلغ كتلتها فقط 1% من كتلته، ما يعني إن كثافتها قليلة على نحو مدهش، إذ تبلغ 0.1 جرام / سنتيمتر مكعب فقط، ما يجعلها تشبه حلوى غزل البنات.
صرح عالم الكواكب الخارجية زاتشوري بيرتا تومسونZachory Berta-Thompson من جامعة كولورادو بولدر UC Boulder: «يُعَد هذا مثالًا لحقائق مذهلة عن الكواكب الخارجية عمومًا، ويعطينا فرصةً لدراسة عوالم بالغة الاختلاف عن عالمنا، ما يضع كواكب مجموعتنا الشمسية في سياق أكبر وأكثر تنوعًا».
اكتُشفت هذه الكواكب الثلاثة التي تدور حول النجم Kepler 51 سنة 2012، ولكن حقيقة كثافتها الغريبة لم تُكتشف حتى 2014. بمساعدة المعلومات التي رصدها تلسكوب هابل، كشف فريق من الفلكيين ما يحدث في الأغلفة الجوية لتلك الكواكب.
حدَّد تلسكوب هابل موقع الكواكب باستعمال تقنية العبور transit method، إذ تخفت شدة إضاءة النجم عند مرور الكوكب بينه وبين التلسكوب، نتيجةً لمرور ضوء النجم خلال الغلاف الجوي للكوكب، ومن ثم يمكننا رصد طيف من الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية من النجم، سواءً في أثناء مرور الكوكب أم عدم مروره، ولأن الجزيئات تحجب أطوالًا موجية معينة، فيمكن بذلك استنتاج نوعية المُركبات الكيميائية الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب.
استعمل الباحثون هذه الطريقة لتحليل الأغلفة الجوية للكوكبين كبلر 51 بي وكبلر 51 دي، وكشفت النتائج إن الأغلفة الجوية محاطة بطبقة معتمة على ارتفاع كبير، ما قد يدل على وجود الماء، لكن دون أي أثر لجزيئاته.
لجأ الباحثون إلى المحاكاة الحاسوبية لمعرفة نوع الغلاف الجوي الذي يمكن أن ينتج شيئًا كهذا، قليل الكثافة جدًّا ويكون محاطًا في نفس الوقت بطبقة معتمة. توصلت المحاكاة إلى وجود غلاف جوي يتكون من مزيج من الهيدروجين والهيليوم، مع طبقة مرتفعة من الميثان.
تشبه طبقة الميثان ظاهرةً رصدناها سابقًا في القمر تيتان Titan التابع لزحل، إذ لم نتمكن من رؤية سطح القمر بسبب طبقة الميثان الكثيفة المحيطة به، حتى سنة 2004، عندما وصلت المركبة كاسينيCassini وتمكنت من التقاط صور مباشرة لسطحه.
يقول ليبي روبرت Libby-Roberts: «إذا سلطت أشعةً فوق بنفسجية سيتشكل الضباب بسبب الميثان، إنه يشبه تيتان تمامًا».
اكتشف الفريق أيضًا أن تلك الأغلفة الجوية تتسرب إلى الفضاء بمعدلات كبيرة للغاية، ما يفسر ندرتها. ولأن تلك الكواكب في مرحلة مبكرة من عمرها، فإن حالتها الآن قد تكون مرحلةً مؤقتةً في رحلة تطورها، وقد يشبه الشكل النهائي لهذه الكواكب نسخةً مصغرةً من كوكب نبتون، وهو نوع شائع في مجرتنا (لكن ليس في مجموعتنا الشمسية).
يقول بيرتا تومسون: «يرجع جزء كبير من غرابة تكوين هذه الكواكب إلى حقيقة أننا نشاهدها في أثناء تطورها، وهو أمر نادر الحدوث».
اقرأ أيضًا:
هل يجد علماء الفلك حياة على كوكب خارج المجموعة الشمسية ؟
أهم 5 كواكب خارج المجموعة الشمسية التي من المحتمل أن تكون صالحة للحياة
ترجمة: أحمد جمال
تدقيق: سلمى عفش
مراجعة: أكرم محيي الدين
