دراسة تكتشف حقائق مثيرة للاهتمام حول تكوّن الكواكب والنجوم
هوى الشام|وجد فريق من علماء الفلك أن تكوّن الكواكب في النظام الشمسي الشاب بدأ في وقت أبكر بكثير مما كان يُعتقد سابقا.
ووفقا للدراسة، بدأت اللبنات الأساسية للكواكب في النمو في نفس وقت نمو نجمها الأم.
وتشير الدراسة التي أجريت على بعض أقدم النجوم في الكون، إلى أن اللبنات الأساسية لكواكب مثل المشتري وزحل، بدأت في التكون بينما كان ينمو النجم الشاب (الذي صار اسمه الشمس).
وكان يُعتقد سابقا أن الكواكب تتشكل فقط بوصول النجم إلى حجمه النهائي، لكن الدراسة الجديدة، التي نُشرت في مجلة Nature Astronomy، تشير إلى أن النجوم والكواكب “تكبر” معا.
وتغير الدراسة، التي قادتها جامعة كامبريدج، فهمنا لكيفية تشكل أنظمة الكواكب، بما في ذلك نظامنا الشمسي، ما يحتمل أن يحل لغزا رئيسيا في علم الفلك.
قالت المؤلفة الرئيسية للدراسة، الدكتورة آمي بونسور من معهد علم الفلك بجامعة كامبريدج: “لدينا فكرة جيدة عن كيفية تشكل الكواكب، لكن أحد الأسئلة البارزة التي طرحناها هو متى تتشكل: هل يبدأ تكوين الكواكب مبكرا، عندما يكون النجم الأم ما يزال ينمو، أو بعد ملايين السنين؟”.
وللإجابة على السؤال، درس الباحثون الغلاف الجوي للنجوم القزمة البيضاء – البقايا القديمة الباهتة لنجوم مثل شمسنا – للتحقق من اللبنات الأساسية لتشكّل الكواكب.
وقالت الدكتورة بونسور: “بعض الأقزام البيضاء هي مختبرات مذهلة لأن أغلفتها الجوية تكاد تكون مثل مقبرة سماوية”.
وفي حين أن الأجزاء الداخلية للكواكب بعيدة عن متناول التلسكوبات، فإن فئة خاصة من الأقزام البيضاء – المعروفة باسم الأنظمة الملوثة – تحتوي على عناصر ثقيلة مثل المغنيسيوم والحديد والكالسيوم في غلافها الجوي النظيف عادة.
ويفترض أن تكون هذه العناصر أتت من أجسام صغيرة مثل الكويكبات التي خلفها تشكل الكواكب، والتي اصطدمت بالأقزام البيضاء واحترقت في أغلفتها الجوية.
ولذلك، يمكن لملاحظات الأقزام البيضاء الملوثة أن تستكشف الأجزاء الداخلية لتلك الكويكبات الممزقة، ما يمنح علماء الفلك نظرة ثاقبة مباشرة للظروف التي تشكلت فيها.
وحلل العلماء ملاحظات من الأغلفة الجوية لنحو 200 من الأقزام البيضاء الملوثة من المجرات القريبة.
ووفقا للنتائج التي توصلوا إليها، لا يمكن تفسير مزيج العناصر التي شوهدت في أجواء هذه الأقزام البيضاء إلا إذا ذاب العديد من الكويكبات الأصلية مرة واحدة.
وكان هذا من شأنه أن يتسبب في غرق الحديد الثقيل في القلب بينما تطفو العناصر الأخف على السطح.
وهذه العملية، المعروفة باسم التمايز، هي التي جعلت الأرض تمتلك لبا غنيا بالحديد.
وأوضحت الدكتورة بونسور: “لا يمكن أن يُعزى سبب الذوبان إلا إلى العناصر المشعة القصيرة العمر للغاية، والتي كانت موجودة في المراحل الأولى من نظام الكواكب ولكنها تتلاشى في غضون مليون عام فقط. وبعبارة أخرى، إذا ذابت هذه الكويكبات بشيء موجود فقط لفترة وجيزة جدا في فجر نظام الكواكب، فيجب أن تبدأ عملية تكوين الكوكب بسرعة كبيرة”.
وتشير الدراسة إلى أن صورة التكوّن المبكر من المحتمل أن تكون صحيحة، ما يعني أن كواكب كالمشتري وزحل لديها متسع من الوقت للنمو إلى أحجامها الحالية.
وأضافت بونسور: “هذا مجرد البداية – في كل مرة نجد فيها قزما أبيض جديدا، يمكننا جمع المزيد من الأدلة ومعرفة المزيد حول كيفية تشكل الكواكب. ويمكننا تتبع عناصر مثل النيكل والكروم، وأن نقول كم كان حجم الكويكب عندما تشكّل قلبه الحديدي. إنه لأمر مدهش أننا قادرون على التحقيق في عمليات مثل هذه في أنظمة الكواكب الخارجية”.