عندما نقول إن شيئًا ما “قطعة من الحجر القديم”، فإن ذلك يعني عمومًا أن الشيء الجديد يشارك خصائص أساسية من الكائن الذي نشأ منه. في الحصى، هذا يعني حرفيًا أن تركيبة المعادن في الحجر الأصغر تتطابق مع تركيبة الصخرة الأكبر التي انفصل عنها. أما بالنسبة للبشر، فهذا يعني سمات الشخصية، والـ DNA، والتشابه مع أحد الوالدين.
ولكن بالنسبة للكواكب الشابة، يبدو أن هذا ليس هو الحال. باستخدام تقنية تصوير جديدة نسبياً، عالية الحساسية، قام علماء الفلك بفحص كل من قرص الغبار والغاز الذي يتجمع لتشكيل كوكب – بالإضافة إلى الكوكب نفسه – ووجدوا اختلافًا كبيرًا في نسبة مكونين كيميائيين رئيسيين. وقد أفاد فريق من علماء الفلك بهذا الاكتشاف غير المتوقع في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
«يحتوي القرص على كمية كبيرة من الكربون مقارنةً بالأكسجين، بينما لا يُلاحظ ذلك في الكوكب»، يقول جيسون وانغ، عالم فيزياء فلكية في جامعة نورث وسترن ومؤلف في الورقة. «كان هذا هو التناقض الأساسي الذي وجدناه».
تعلم كيفية تشكل الكواكب
هذا التباين له آثار عميقة في فهم تشكل الكواكب، والذي يُقرّ وان بأنه بدائي نسبيًا. أحد الأسباب هو ندرة فرص مشاهدة ولادة الكواكب. والسبب الآخر هو أن العلماء، حتى وقت قريب، واجهوا صعوبة في فصل المكونات الكيميائية التي تظهر كأطياف ضوئية من القرص، والكوكب الجديد، والأجسام القريبة، بما في ذلك بقايا النجم الذي أنتج القرص الغباري الذي أصبح في النهاية كوكبًا أوليًا.
هذه هي المرة الأولى التي تُقارن فيها تركيبات الكربون والأكسجين لنجمٍ مولّد، وقرصٍ مولود، وكوكبٍ أوليّ باستخدام تقنية طورها وان وزملاؤه سابقًا لعزل الضوء من القرص والكوكب فقط. لقد قاموا بشكل أساسي بترشيح الموجات الأكثر إشراقًا من النجم المولّد.
يقول وانغ: “من الصعب حقًا الفصل، لأن النجم أشد سطوعًا للغاية”.
زميل بحوث شمال غرب تشيه-تشون (“دينو”) هسو، الذي أدار جزء جمع البيانات من الدراسة، تفاجأ بما رآه. فقد جاءت النتائج على عكس الحكمة التقليدية القائلة بأن نسبة غازات الكربون والأكسجين في غلاف كوكب ما يجب أن تتطابق مع نسبة غازات الكربون والأكسجين في قرصه الولادي.
يقول وانغ: “عندما أجرى دينو ذلك التحليل وحصلنا على الرقم، قلت ‘واو!’. لقد تفاجأت لأن الملاحظة لها القدرة على تغيير طريقة فهم علماء الفيزياء الفلكية لتكوين الكواكب.
اقرأ المزيد: 6 كواكب خارج المجموعة الشمسية في كوننا قد تدعم الحياة غير الأرضية
مشاهدة ولادة كوكب
يقول وانغ إن مشاهدة ولادة كوكب أمر نادر نسبيًا، لأنه يحدث على مقياس زمني قصير نسبيًا – خلال بضعة ملايين من السنين. هذا بمثابة قطرة في دلو في نظامٍ يقاس زمنه بمليارات السنين.
لم يكن العلماء محظوظين فقط بمشاهدة فترة تكوين الكوكب القصيرة، بل كانوا محظوظين أيضًا برؤيتها تحدث بالقرب نسبيًا – على بعد 366 مليون سنة ضوئية فقط من الأرض. هذا قريب بما يكفي للتلسكوبات القوية في مرصد كيك في ماونا كيا، هاواي.
تفسيرين محتملين
يشتبه العلماء في سيناريوهين محتملين قد يفسران النتيجة المدهشة. الأول هو أن الكوكب ربما تكون قد تشكل قبل دخول الكربون إلى القرص. التفسير الآخر هو أن الكوكب نما عن طريق امتصاص المواد الصلبة، بالإضافة إلى الغازات. لا يمكن لطريقة التصوير الخاصة بهم إلا قياس تكوين الغازات.
يلاحظ وانغ أن، بينما تختلف تركيبة الكوكب عن القرص الذي نشأ منه، إلا أنه يتطابق أكثر مع المواد من النجم الذي أنتج القرص. يقول وانغ: “القرص هو بقايا تكوين النجوم، لذا فإن مادة ولادة الكوكب هي نفس مادة النجم”.
سيقارن الفريق لاحقًا كوكبًا مجاورًا نشأ من نفس القرص الولادي. الكوكب الذي درسوه بالفعل يُدعى PDS 70b. سيُوجهون أدواتهم إلى جاره، PDS 70c.
من المثالي أنهم سيطورون تقنيات لقياس مختلف لبنات بناء الكون – ربما البوتاسيوم، أو الحديد، أو الكبريت.
“نريد أن نتجاوز الكربون والأكسجين وندرس أشياء أخرى”، يقول وانغ. “سيكون من المثير للاهتمام حقًا متابعة بعض العناصر الأخرى”.
اقرأ المزيد: هذا الكوكب ذو العين يمكن أن يكون أفضل مكان للبحث عن عالم صالح للسكن
المقال المصادر
كتابنا في Discovermagazine.com يستخدمون دراسات مُراجعة من قبل النظراء ومُصادر عالية الجودة في مقالاتنا، ويراجع محرروُنا الدقة العلمية والمعايير التحريرية. راجع المصادر المستخدمة أدناه لهذا المقال:
قبل انضمام بول سميجليك إلى مجلة Discover، قضى أكثر من 20 عامًا كصحفي علمي، متخصصًا في سياسات العلوم الحيوية الأمريكية وقضايا المسيرة المهنية العلمية العالمية. بدأ حياته المهنية في الصحف، لكنه انتقل إلى المجلات العلمية. ونُشرت أعماله في منشورات تشمل Science News، وScience، وNature، وScientific American.
المصدر: المصدر