لغز كوني جديد: اكتشاف أرض ضخمة تتحدى قوانين الفيزياء الفلكية

في اكتشاف أثار حيرة الأوساط العلمية، رصد علماء الفلك كوكباً خارجياً يُدعى GJ 523b، يتميز بخصائص فيزيائية تجعله يتحدى النماذج التقليدية لتشكل الكواكب. يبلغ قطر هذا العالم البعيد نحو ضعفي قطر الأرض، إلا أن كتلته تتجاوز كوكبنا بنحو 23 ضعفاً، مما يمنحه كثافة استثنائية تصل إلى 7.8 غرامات لكل سنتيمتر مكعب، وهي كثافة تقترب من كثافة الحديد.

خصائص مدارية ومواصفات دقيقة

يدور الكوكب حول نجمه في دورة تستغرق 17 يوماً وثلاثة أرباع اليوم تقريباً، ضمن نظام كوكبي يقدر عمره بنحو 170 مليون سنة فقط، وهو عمر صغير نسبياً بالمقاييس الكونية. وقد تمكن العلماء من تحديد هذه القياسات الدقيقة بعد دمج بيانات القمر الصناعي TESS التابع لوكالة ناسا مع قياسات تلسكوب WIYN الأرضي في ولاية أريزونا.

معضلة العملاق الغازي المفقود

تكمن المعضلة العلمية في أن النماذج القياسية لتشكل الكواكب تفترض أن أي جرم سماوي تتجاوز كتلته 20 ضعف كتلة الأرض يبدأ في سحب الغازات الخفيفة من القرص الغباري المحيط بالنجم، ليتحول إلى عملاق غازي. وعلى الرغم من أن GJ 523b يتجاوز هذا الحد بكثير، إلا أنه ظل صخرياً بشكل مدهش، مع غلاف جوي رقيق جداً، وهو ما يتناقض مع التوقعات النظرية.

فرضيات التفسير العلمي

يعلق الباحث الرئيسي في الدراسة، ماكس كروفت، على هذا الاكتشاف قائلاً: لم نتوقع هذا على الإطلاق. الكواكب عالية الكثافة عادة ما تكون صغيرة الحجم، أما هذا الكوكب فهو أكبر بمرتين ونصف، والسؤال الملح هو: لماذا لم يتحول إلى عملاق غازي؟.

ويطرح العلماء فرضيتين لتفسير هذه الظاهرة:

• الفرضية الأولى: أن الكوكب تشكل بغلاف جوي كثيف لكنه فقده لاحقاً بفعل الرياح النجمية الشديدة أو الإشعاع المكثف.
• الفرضية الثانية: حدوث اصطدام عنيف بين كوكبين كبيرين أدى إلى دمج نواتهما الصخرية وقذف الأغلفة الغازية إلى الفضاء.

ويشير الباحثون إلى أن مصطلح الأرض الضخمة (mega-Earth) بات يطلق على هذه العوالم، مؤكدين أن فهم طبيعة هذه الكواكب يتطلب العثور على المزيد منها لبناء قاعدة بيانات علمية تتيح استخلاص استنتاجات دقيقة حول مسارات تشكل الكواكب في الكون.