علماء الفلك يكتشفون السر الكامن وراء انكماش بعض الكواكب الخارجية

عندما استخدم علماء الفلك تلسكوبات كبيرة لمسح السماء بحثا عن كواكب خارجية، لاحظوا شيئا غريبا يتمثل في فقدان عوالم ذات حجم معين بشكل واضح في الفضاء.

وتأتي الكواكب الخارجية بأحجام مختلفة. وتنقسم العوالم متوسطة الحجم في الغالب إلى مجموعتين، تُعرف باسم الكواكب الأرضية الفائقة (أو الهائلة أو العظيمة) وكواكب نبتون الصغيرة (الكواكب دون نبتون / sub-Neptunes). وكلا الفئتين أكبر من الأرض وأصغر من نبتون، حيث يصل حجم الأرض الفائقة إلى 1.75 مرة حجم كوكبنا الأصلي، كما أن حجم نبتون الصغير يبلغ ضعف حجم الأرض بمقدار أربعة أضعاف.

ولكن إذا كانت العوالم مصطفة حسب الحجم، فستكون هناك فجوة ملحوظة بين الأرض الفائقة وكواكب نبتون الصغيرة، وهي الكواكب التي يبلغ حجمها نحو 1.5 إلى 2 ضعف حجم الأرض.

ولكن هناك فجوة غامضة في هذه الكواكب، ويعتقد علماء الفلك أن السبب وراء ذلك هو أن هذه الكواكب تتقلص، حيث تفقد غلافها الجوي، والذي يتسرب إلى الفضاء، ما يتسبب في صغر حجمها.

ووجدت الدراسة الجديدة أن بعض هذه الكواكب الخارجية، تلك الأكبر من الأرض ولكن الأصغر من نبتون، تقوم في الواقع بدفع غلافها الجوي بعيدا من الداخل من خلال عملية تُعرف باسم "فقدان الكتلة بالطاقة الأساسية".

ويُعتقد أن هذه الآلية قادرة على تقليص حجم كوكب يشبه كوكب نبتون وصولا إلى أرض فائقة (مصطلح يستخدم لوصف الكواكب الصخرية خارج المجموعة الشمسية التي تكبر الأرض حجما بكثير، لكنها نظريا أصغر حجما من الكواكب الغازية).

وبفضل هذه المعلومات، يقول علماء الفلك إن لديهم الآن بيانات كافية لتفسير سبب عدم رؤيتهم للعديد من الكواكب الخارجية التي يبلغ حجمها نحو 1.5 إلى ضعف حجم الأرض. وهي الكواكب الواقعة بين فئة الكواكب الأرضية الفائقة والكواكب دون نبتون (الأصغر حجما من نبتون)، ما يثير إعجاب العلماء الذين يسعون جاهدين لتعلم هذه الظاهرة.

وقالت جيسي كريستيانسن، مؤلفة الدراسة الرئيسية، والعالمة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، في بيان: "يمتلك علماء الكواكب الخارجية بيانات كافية الآن ليقولوا إن هذه الفجوة ليست مجرد صدفة. هناك شيء ما يمنع الكواكب من الوصول إلى هذا الحجم و/أو البقاء فيه".

ويشتبه الفريق في أن هذا "الشيء" هو إشعاع صادر من أعماق هذه الكواكب الأصغر من نبتون، وتحديدا نواتها الساخنة، ما يدفع الأغلفة الجوية بعيدا.

وأضافت كريستيانسن: "هذا الإشعاع يدفع الغلاف الجوي من الأسفل". وهناك نظرية بديلة (ولكنها غير محتملة) لهذه الكواكب الفرعية وهي ظاهرة تسمى التبخر الضوئي، عندما ينفجر الغلاف الجوي للكوكب بفعل إشعاع نجمه المضيف، على غرار ما يمكن أن يحدث إذا قمت بتوجيه مجفف الشعر نحو مكعب ثلج". وربما لا يكون هذا هو الحل لهذا اللغز، لأنه يُعتقد أن هذه العملية تحدث في أول 100 مليون سنة من ولادة الكوكب، في حين قامت الدراسة الجديدة بتحليل الكواكب الفرعية الأقدم بكثير من نبتون.

وقامت كريستيانسن وزملاؤها بتحليل بيانات الكواكب الخارجية التي جمعتها مهمة "كيبلر 2" التابعة لناسا.