اكتشف علماء الفلك كوكباً جديداً ضخماً يشبه الأرض في حجمه ولكنه كثيف كالرصاص. وقد يكون هذا العالم الصخري مجرد نواة متبقية لكوكب عملاق غازي اقترب كثيراً من شمسه.
التقوا بـ K2-360 b، وهو كوكب خارج المجموعة الشمسية يحوي كتلة تعادل 7.7 كتلة أرضية في كرة لا يتجاوز حجمها 1.6 ضعف حجم كوكبنا. وهذا يعني كثافة تقارب 11 جرام لكل سنتيمتر مكعب، وهو ما يعادل كثافة الرصاص.
وهذا يجعله الكوكب الأكثر كثافة المعروف في فئته – وهي فئة الكواكب الأرضية فائقة الكتلة ذات المدارات القصيرة جداً (USP) . وبالطبع، هذه فئة محددة للغاية، ولكن حتى مع ذلك، لا يزال K2-360 b يصنف ضمن الكواكب الخارجية الأكثر كثافة على الإطلاق.
فترة الكوكب هي ما نسميه عادةً سنته: وهي المدة التي يستغرقها للدوران حول نجمه. يكسب K2-360 b لقب “فائقة القصر” بسنة أقصر من يوم الأرض، حيث تبلغ 21 ساعة فقط.
إنّ التفاف هذا الكوكب بشكل وثيق حول نجمه لم يساعد الفلكيين على اكتشافه فحسب، بل وفّر أيضاً بعض الأدلة حول كيفية بلوغه هذه الكثافة العالية في المقام الأول.
اكتُشف كوكب K2-360 b في عام 2016، عندما رُصد ظل الكوكب وهو يعبر أمام نجمه بواسطة مهمة كي2 التابعة لناسا. وقد سمحت عمليات الرصد اللاحقة للفلكيين الآن بقياس كتلته ونصف قطره، الأمر الذي مكّنهم من حساب كثافته.
تُضع كثافة هذا الكوكب الشبيه بالرصاص ضمن فئة خاصة جداً. فهو يبلغ ضعف كثافة الأرض التي تبلغ 5.5 غرام لكل سنتيمتر مكعب، وما زال أكثر كثافة من عوالم عالية الكثافة أخرى مثل GJ 367b و TOI-1853b.
يتفوّق عليه الكوكب TOI-4603b بشكلٍ مطلق، بكثافة هائلة تبلغ 14.1 غرام لكل سنتيمتر مكعب، لكن هذا الأخير يقع على حافة ما يمكن تسميته كوكباً خارج المجموعة الشمسية – قد يكون من الأفضل وصفه بأنه قزم بني أو “نجم فاشل”.
في الطرف الآخر من المقياس توجد الكواكب الخارجية في نظام كيبلر 51، بكثافات تبلغ 0.03 جرام لكل سنتيمتر مكعب فقط. كمُقارنة، فإن هذا يقارب كثافة حلوى القطن.
ولمعرفة ما يجعل ك2-360 ب صلبًا جدًا، قام الفريق بإنشاء نموذج لداخل هذا الكوكب الخارق، بناءً على ملاحظات له ولنجمه المضيف. وبناءً على ذلك، يبدو أن الكوكب يحتوي على نواة حديدية كبيرة تمثل حوالي 48 في المائة من كتلته.
فكيف يتشكل مثل هذا الكوكب الكثيف؟ يقترح الباحثون أنه قد يكون في الواقع النواة الميتة لعالم كان أكبر بكثير في السابق، وكان يقع بعيدًا عن النجم. مع مرور الوقت، هاجر إلى الداخل، حيث قام الإشعاع المكثف بنزع غازات غلافه الجوي، تاركًا كتلة صخرية صلبة، من المحتمل أن تكون مغطاة بمحيطات من الحمم البركانية.
وُجِدَتْ مُؤشِّراتٌ على هذا السيناريو في اهتزاز النجم المُضيف. يتبين أنَّ K2-360 b ليس وحيدًا في النظام – بل يتربص أبعد منه كوكبٌ أكبر بكثير، هو K2-360 c، يُشابه حجمه وكثافته حجم وكثافة نبتون على الأرجح.
يقول أليساندرو تراني، عالم الفيزياء الفلكية في معهد نيلز بور: “تشير نماذجنا الديناميكية إلى أنَّ K2-360 c ربما دفع الكوكب الداخلي إلى مداره الضيق الحالي من خلال عملية تُسمى الهجرة ذات الانحراف العالي”. says
“يتضمن ذلك تفاعلات جاذبية تجعل مدار الكوكب الداخلي بيضاويًا للغاية في البداية، قبل أن تُدَوِّر القوى المدية تدريجيًا مداره قرب النجم. أو بدلاً من ذلك، كان من الممكن أن يُحدث الاستدارة المدية ميل المحور الدوراني للكوكب.”
إنَّ هذه الدراسة ليست إلا دليلًا إضافيًا على أن الكون مليء بالكواكب الغريبة التي لا يستطيع كتّاب الخيال العلمي إلا أن يحلموا بها.
نُشِرَ البحثُ في مجلة Scientific Reports.