ملحوظة المحرر: كتب هذا الضيف أندي توماسويك ، مهندس كهربائي يتبع علوم وتكنولوجيا الفضاء.
وكما لاحظ عالم الفلك الشهير كارل ساجان ذات مرة ، "نحن جميعًا مصنوعون من مواد نجمية." وكذلك الحال بالنسبة لكثير من الكواكب التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي يتم اكتشافها حاليًا بوتيرة مذهلة. ما كان يعنيه ساجان هو أن جميع العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم ، والمعروفة باسم "المعادن" للفيزيائيين الفلكيين ، يجب إنشاؤها في الأفران الداخلية للنجوم. ولكن تستغرق النجوم وقتًا لإنشاء هذه العناصر الثقيلة ، وبما أنها مطلوبة لبدء الكواكب ، يمكن أن يكون لهذه الفترات الزمنية تأثير كبير على تكوين النظام الشمسي.
يلقي بحث جديد بقيادة جامعة كوبنهاغن بمساعدة من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية بعض الضوء على تلك الفترات الزمنية. في ورقة قدمت مؤخرًا في اجتماع للجمعية الفلكية الأمريكية ، اختار لارس بوخاف وفريقه أكثر من 150 نجمة مع أنظمة كوكبية معروفة تم فهرستها من قبل مهمة كيبلر التابعة لناسا. ثم درسوا المحتوى المعدني لهذا النجم وحجم الكواكب في أنظمتهم الشمسية. ما وجدوه هو أن الكواكب العملاقة للغاز كان من المرجح أن تتشكل حول النجوم الغنية بالمعادن ، في حين أن الكواكب الأرضية من المرجح أن تتشكل حول النجوم الغنية بالمعادن أو المعادن الفقيرة.
وكما يوضح الفريق ، فإن سبب ذلك يتناسب تمامًا مع نموذج "التراكم الأساسي" لتكوين الكواكب. يحتوي كل عملاق غاز على قلب معدني يتراكم الهيدروجين والهليوم حوله. ومع ذلك ، إذا لم يكن هناك نواة تتجمع حولها ، فإن العناصر الأخف ستنتشر بفعل الرياح النجمية بينما لا يزال النجم صغيرًا نسبيًا. إذا كان النجم يحتوي على محتوى معدني عالٍ بما فيه الكفاية ، فقد تكون كواكبه المحتملة قادرة على تشكيل قلب معدني كبير بسرعة ، قبل أن تؤدي الرياح عملها. سوف يجتذب القلب بعد ذلك الجاذبية المتبقية من الغاز إلى نفسه ويولد عملاق غاز جديد.
من ناحية أخرى ، لا يعتمد تكوين الكواكب الأرضية على الهيليوم والهيدروجين ، وبالتالي لا يخضع لقيود الوقت نفسها. إذا كان النجم يحتوي على محتوى معدني أقل ، فقد يستغرق الأمر وقتًا أطول لتشكيل كواكب أرضية ، لكن جميع المكونات لا تزال موجودة. بشكل أساسي ، لا يوجد حد زمني أعلى لتكوين كوكب أرضي بينما يجب أن يتطور عملاق الغاز بسرعة للحفاظ على الهيدروجين والهيليوم محاصرين داخل النظام الشمسي.
مثل جميع الأبحاث الجيدة ، تفتح هذه النتائج المزيد من الأسئلة. ما مدى سرعة الشكل الأساسي لعملاق الغاز قبل فقدان مواده؟ هل الكواكب الأرضية أكثر شيوعًا نظرًا للنطاقات الزمنية لإنشاء أكبر وعدد أكبر من النجوم الأم المحتملة؟ قد يساعد العمل المستقبلي على أنظمة الكواكب خارج الطاقة الشمسية في توفير المزيد من الإجابات.
عنوان الصورة الرصاص: يظهر مفهوم هذا الفنان نجمًا حديثًا محاطًا بقرص دوامي من الغبار والغاز. الائتمان: جامعة كوبنهاغن / لارس بوخاف
المصدر: مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية
