كوكب "زومبي" حول نجم ميت: هل هذا هو مستقبل المشتري؟

غلاف جوي شبيه بتيتان: ميثان وضباب

عندما حلل علماء الفلك الضوء الذي يمر عبر الغلاف الجوي للكوكب WD 1856 b أثناء عبوره أمام نجمه، وجدوا أدلة واضحة على وجود غاز الميثان (CH₄) وجسيمات ضبابية كثيفة (هباء جوي) تعمل على تشتيت الأطوال الموجية الأقصر للضوء . يمنح هذا المزيج الكوكب لوناً برتقالياً مائلاً للبني، يشبه قمر زحل تيتان.

وجود غاز الميثان هو أمر مهم. فهو جزيء يتحلل بسرعة نسبياً بفعل الإشعاع النجمي، لذا فإن اكتشافه يشير إلى أن الغلاف الجوي للكوكب إما يتم تجديده باستمرار أو أن طبقات الضباب تحميه . كانت أطياف العبور التي تم الحصول عليها من الأرض باستخدام تلسكوبي GTC وGemini عديمة الملامح ورمادية سابقاً، وذلك على الأرجح بسبب قيام هذه السحب بحجب أي خطوط طيفية . أما حساسية ويب للأشعة تحت الحمراء فقد اخترقت هذه السحب.

تمت الموافقة على برنامج مخصص باستخدام جهاز NIRSpec Prism الخاص بتلسكوب ويب (8 ساعات، 4 عمليات عبور) للحصول على أول طيف عبور عالي الدقة لهذا الكوكب في مرحلة ما بعد النسق الأساسي، مستهدفاً غاز الميثان والماء وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والأمونيا بنسبة إشارة إلى ضوضاء عالية .

كيف نجا كوكب من موت نجمه؟

هذا هو الجزء الأكثر إثارة للدهشة في القصة. الكوكب WD 1856 b يدور حول قزمه الأبيض مرة كل 1.4 يوم – وهو مدار قريب بشكل لا يصدق. لكن الأقزام البيضاء هي نوى منهارة لنجوم كانت في الماضي عمالقة حمراء. كيف تمكن كوكب بحجم المشتري من تجنب الابتلاع عندما انتفخ نجمه ليصبح عملاقاً أحمر؟

الإجابة هي أن الكوكب كان في الأصل يدور بعيداً جداً عن نجمه. عندما توسع النجم ليصبح عملاقاً أحمر، لم يصل غلافه الخارجي إلى مدار الكوكب الأصلي الواسع. بعد أن تخلص النجم من طبقاته الخارجية وانهار ليصبح قزماً أبيضاً، تسببت التفاعلات الجاذبية مع أجرام أخرى أو قوى المد والجزر في جذب الكوكب إلى مداره الضيق الحالي . بعبارة أخرى، هاجر الكوكب إلى الداخل بعد أن زال الخطر.

لماذا غلافه الجوي 'أكثر سخونة من المتوقع'

عند درجة حرارة 186 كلفن، الكوكب ليس ساخناً بالمعنى المطلق. المفاجأة هي أنه لا يزال يحتفظ بغلاف جوي كبير على الإطلاق بعد التطور العنيف الذي أعقب النسق الأساسي. القزم الأبيض الخافت لا يوفر أي حرارة تقريباً، لذا فإن دفء الكوكب يأتي من الحرارة الداخلية المتبقية من تكوينه ومن حرارة المد والجزر – وهي كافية لمنع غلافه الجوي من التجمد تماماً .

ماذا يعني هذا بالنسبة لمصير المشتري وزحل

بقاء الكوكب WD 1856 b له آثار مباشرة على نظامنا الشمسي. بعد مليارات السنين من الآن، عندما تتحول الشمس إلى عملاق أحمر ثم إلى قزم أبيض، يمكن لكوكبي المشتري وزحل (اللذين يدوران على مسافة 5-10 وحدات فلكية) أن ينجوا بالمثل من مرحلة الابتلاع، ويهاجروا إلى الداخل، ويستمرون في الوجود كـ"كواكب زومبي" تدور حول الشمس الميتة .

من شبه المؤكد أن الأرض والكواكب الداخلية الأخرى سيتم ابتلاعها بواسطة الشمس المتوسعة. فقط العمالقة الغازية تملك فرصة واقعية للبقاء كعوالم متبقية – وهي حقيقة مذهلة علمياً ولكنها مفيدة، أصبحت ممكنة بفضل هذا العالم المتجمد الواقع على بعد 80 سنة ضوئية.