تم اكتشاف العديد من الكواكب خارج المجموعة الشمسية تدور حول نجوم أخرى ، بعضها من 5 إلى 15 مرة كتلة الأرض ، ويعتقد أنها صلبة مثل كوكبنا. يعتقد الباحثون أن هذه "الأرض الفائقة" تتشكل في الهالة الباردة من الثلج والجليد والغازات المجمدة التي تتجمع حول النجوم الحمراء عندما تبرد. ربما لا توجد مواد صلبة كافية لتكوين كواكب صخرية أكبر بكثير من كوكب عطارد في منطقة النجم الصالحة للسكن.
الكواكب الـ 200 المعروفة التي تدور حول نجوم أخرى تُظهر تنوعًا مذهلاً. من بينها حفنة من العوالم التي تزن ما بين 5 و 15 مرة من الأرض. يعتقد علماء الفلك أن هذه "الأرض الفائقة" عبارة عن كرات جليدية صخرية وليست عمالقة غازية مثل المشتري. في حين يمكن للمنظرين شرح كيف تتشكل هذه العوالم حول النجوم الشبيهة بالشمس ، كان اكتشاف الأرض الفائقة حول النجوم القزمة الحمراء الصغيرة مفاجئًا. تشير الأبحاث الجديدة إلى أن بعض الأرض الفائقة تتراكم بسرعة عندما تنخفض درجات الحرارة المحلية وتتكاثف الجليد من الغاز المحيط بها.
قال الفلكي سكوت كينيون من مرصد سميثسونيان الفلكي الفلكي: "نعتقد أن بعض الأرض الفائقة تتشكل أثناء" عاصفة ثلجية كونية. هذه العاصفة الثلجية فقط هي التي تحيط بكوكب الأرض بأكمله وتستمر ملايين السنين.
تتكون جميع الكواكب داخل قرص من الغاز والغبار يحيط بنجم حديث الولادة. تتشكل الكواكب الصخرية بالقرب من النجم ، حيث تكون دافئة ، في حين تتشكل الكواكب الجليدية والغازية أبعد ، حيث تكون باردة. عندما كانت صغيرة ، كانت الشمس مستقرة نسبيًا ، مما أدى إلى تطور طبيعي للعوالم الصخرية الصغيرة في النظام الشمسي الداخلي الساخن وعوالم غازية كبيرة في النظام الشمسي الخارجي البارد.
في المقابل ، تخضع الأنظمة الكوكبية حول النجوم القزمة الحمراء الصغيرة لتغيرات جذرية في تاريخها المبكر. مع تطور النجم الشاب ، يخفت. يبدأ القرص الداخلي الدافئ في التجمد ، مما يخلق ظروفًا يتكثف فيها الماء والغازات المتطايرة الأخرى في رقاقات الثلج وكريات الثلج.
وأوضح المؤلف الأول جرانت كينيدي من مرصد ماونت ستروملو في أستراليا: "إنها مثل جبهة باردة هائلة تتجه نحو النجم". "تضيف الجليسات كتلة إلى كوكب متزايد ، وتسهل أيضًا على الجزيئات أن تلتصق ببعضها البعض. يجتمع التأثيران لإنتاج كوكب عدة أضعاف حجم الأرض. "
تميل الأقراص التي تحيط بنجوم قزم حمراء صغيرة إلى احتواء مادة أقل من القرص الذي شكل النظام الشمسي. بدون "العواصف الثلجية" في هذه الأقراص الأصغر ، لا توجد مواد كافية لصنع الأرض الفائقة.
على الرغم من أن علماء الفلك اكتشفوا عددًا قليلاً من النجوم الفائقة التي تدور حول النجوم القزمة الحمراء ، فقد يكون من الصعب العثور على عوالم مضيافة للبشر. جميع الأرض الفائقة المعروفة هي عوالم جليدية بدون مياه سائلة. النجوم القزمة الحمراء قاتمة وباردة جدًا لدرجة أن "مناطقها الصالحة للسكن" قريبة جدًا من النجم ، حيث يوجد القليل جدًا من المواد التي تشكل الكوكب.
قال كينيون: "من الصعب جعل أي شيء أكبر من عطارد أو المريخ في المنطقة الصالحة للسكن في قزم أحمر".
قدم الفلكيون حساباتهم في ورقة كتبها كينيدي وكينيون وبنيامين بروملي (جامعة يوتا). وقد تم قبول هذه الورقة للنشر في The Astrophysical Journal Letters ونشرها على الإنترنت على http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609140.
يخطط الفريق الآن لإجراء عمليات محاكاة عددية تفصيلية لاشتقاق مقاييس زمنية نموذجية لتشكيل الأرض الفائقة حول النجوم القزمة الحمراء.
يقع مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، الذي يقع مقره في كامبريدج ، ماساشوستس ، وهو تعاون مشترك بين مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ومرصد كلية هارفارد. يدرس علماء CfA ، في ستة أقسام بحثية ، أصل الكون وتطوره ومصيره النهائي.
المصدر الأصلي: بيان صحفي CfA
