الأقزام البيضاء أشياء غريبة، هذه النوى الكثيفة للنجوم الميتة تُمثل كتلة بقدر كتلة الشمس في جسم بحجم الأرض، لقد تركوها وراءهم عندما انتهت حياة نجم صغير أو متوسط الحجم بالانتفاخ إلى عملاق أحمر، وتفجُر طبقاته الخارجية في سلسلة من النبضات المُتفجرة، على الرغم من أن هذه النفث من المواد المقذوفة تخلق في نهاية المطاف سحابة جميلة وواسعة من الغاز المُتوهج تُسمى “سديم الكواكب”، إلا أن هذه العملية تُؤدي للأسف إلى إحداث الفوضى على أية كواكب تقع في مكان قريب.
نظرًا إلى أن الشمس مُقدر لها أن تُصبح قزمًا أبيضًا بعد حوالي 5 مليارات عامًا، فإن هذا السيناريو لا يُبشر بالخير للأرض. ومع ذلك، هناك ملف مُتزايد من الأدلة التي تُشير إلى أن بعض أنظمة الكواكب بما في ذلك نظامنا الشمسي قد تكون قادرة على البقاء على قيد الحياة بعد تحول نجمهم المضيف إلى قزم أبيض، على الأقل جزئيًا.
في دراسة جديدة نُشرت اليوم في مجلة (Science)، أبلغ فريق من الباحثين عن اكتشاف واحدة من أول شظايا الكواكب الصغيرة والسليمة أو planetesimals التي تم العثور عليها تدور حول قرص الحطام المليء بالغاز لنجم قزم أبيض.
نظرًا لأن هذا الكائن الغريب يتكون من الحديد والنيكل والمعادن الثقيلة الأخرى، يعتقد الباحثون أنها على الأرجح بقايا قديمة انفصلت عن قلب كوكب صخري مُشابه للأرض أو المريخ، من خلال دراسة مثل هذه الأشياء في الأنظمة الأخرى، يأمل الباحثون في نهاية المطاف أن يجمعوا بين تطور نظامنا الشمسي ومصيره النهائي.
بغض النظر عن حجمها، يقول الباحثون أنهم مُتأكدون إلى حد ما من أن الكواكب شديدة الكثافة بعد كل شيء، يكون الجسم قويًا نسبيًا إذا استطاع أن يتحمل قوى الجاذبية القاسية بالقرب من قزم أبيض.
ووفقًا لمانسر، على الرغم من أنه من المُحتمل أن يكون للكائن كثافة أكبر من 39 جم/سم 3 (أكثر كثافة بعدة مرات من اللُب الداخلي للأرض)، فإنهم يتوقعون أن يكون أقرب إلى 7.7 جم/سم 3، وهو أكثر قابلية للمُقارنة مع الحديد النقي أو نوى الكواكب الصخرية.
يقول مانسر (Manser): “يُمكننا أن نقول بثقة أنه لن يكون جوهر عملاق الغاز، حيث يجب أن يكون له تركيبة مُختلفة”، كما أن المادة التي نرى أنها تراكمت بواسطة القزم الأبيض لا تتطابق مع المواد التي يُتوقع أن تراها للطبقات أو النواة الخارجية لعملاق الغاز”. وبدلًا من ذلك، نشأ الكوكب على الأرجح في عمق كوكب صخري مُمزق نظرًا لأن نجمه المضيف انتقل من نجم عادي إلى عملاق أحمر مُتضخم إلى قزم أبيض.
يقول مانسر: “في نظامنا الشمسي، عندما تُصبح الشمس عملاقًا أحمرًا، ستغمر عطارد والزهرة وبالتأكيد الأرض”. ولكن من المُحتمل أن يكون الكوكب الذي كُشف عنه في هذا البحث هو “من أبعد ما يكون في النظام، مثل تناظر حزام الكويكبات أو كوكب يدور بعيدًا، ثم ينتشر في اتجاه القزم الأبيض”.
استنادًا إلى التركيب المليء بالحديد للكوكب، يقول مانسر أنه إما تم دفعه نحو القزم الأبيض من خلال التفاعلات مع الكواكب العملاقة أو الأرض الفائقة وتدميرها جزئيًا، أو “تم تفككها في تصادم كوكب، مما أدى إلى نشوء مثل الكويكب مماثلة لـ 16 نواة في نظامنا الشمسي”، قبل الهجرة إلى الداخل.
يدور الكوكب مرة واحدة كل 40 دقيقة، ويدور حوله القزم الأبيض مرة واحدة كل ساعتين، مع مثل هذه الفترة المدارية القصيرة، يتوقع الباحثون أن يستقر الكويكب بالقرب من نجمه المضيف. في الواقع، وفقًا للدراسة، إذا كان الجسم يدور حول الشمس بدلًا من ذلك (وهو ما يقرب من 100 ضعف قطر القزم الأبيض) فسيستقر حرفيًا داخل نجمنا.
علاوة على ذلك، يبدو أن مدار الكوكب أكثر استطالة (أو شاذ) من المدار شبه الدائري لكوكبك المُتوسط. على الرغم من أن مانسر يُشير إلى أن هناك حاجة لمزيد من البيانات لتأكيد هذا الشذوذ، في كثير من الأحيان عندما يكون للجسم مدار شاذ للغاية، فإنه يُشير إلى أن تفاعلًا قويًا في الماضي أطاح به من مدار دائري تلقَّاه عندما كان الجسم يتشكل لأول مرة داخل قرص كوكبي دائري. لذلك، إذا تم تأكيد المدار الشاذ، يمكن أن يكون بمثابة دليل إضافي على الماضي العنيف للكواكب.
القزم الأبيض، المُسمَّى (SDSS J122859.93 + 104032.9 (SDSS1228 باختصار، يبلغ حاليًا حوالي 70% من كتلة الشمس ويقع على بُعد حوالي 410 سنة ضوئية في مدار العذراء، يُعتبر SDSS1228 مُميزًا بشكل خاص لأنه عضو في فئة نادرة جدًا من الأقزام البيضاء التي تستضيف الأقراص الكوكبية المُكونة من الغاز والغبار.
على الرغم من أن مانسر يقول إن هناك حوالي 40 – 45 من الأقزام البيضاء المعروفة باستضافة الأقراص المُكونة من الغبار فقط، إلا أن سبعة فقط (أو 0.07 في المئة من جميع الأقزام البيضاء) تحتوي على أقراص تحتوي الغاز أيضًا.
على الرغم من قلة عدد الأقزام البيضاء نسبيًا التي تحتوي على أقراص، أوضح مانسر أن ما بين 25 و 50% من الأقزام البيضاء المعروفة تظهر عليها علامات على استهلاك مواد الكواكب في الماضي، وقبل أن تغوص هذه المادة أسفل سطح القزم الأبيض، ستدور حول النجم الميت على شكل قرص ترابي. لذلك، على الرغم من أن هذا قد يُفسر سبب وجود عشرات من الأقزام البيضاء على أقراص ترابية، إلا أنه لا يُفسر سبب وجود بعض الغازات أيضًا.
وقال مانسر: “ما زلنا غير مُتأكدين من سبب ندرة هذه الأقراص الغازية المضيفة، لكننا نفترض أنه وجود كوكبي في القرص يُنتج الغاز الذي نراه”.
ويقول أن الغازات تبخرت من السطح المكشوف لكوكب الأرض، أو ربما يتصرف كوكب الأرض مثل كرة مُحطمة أثناء مرورها عبر مادة في قرص الحطام في SDSS1228، مما يُؤدي إلى إطلاق غازات أثناء اصطدامها بجزيئات الغبار.
من أجل معرفة المزيد حول أصول وتطور الكواكب حول الأقزام البيضاء التي تحتوي على قرص الغاز، يُخطط مانسر وفريقه للبحث عن المزيد من الأمثلة.
يقول: “هناك ستة أقراص غازات أخرى معروفة حول الأقزام البيضاء، وهناك عدد قليل من الأضواء الساطعة بما يكفي لتطبيق الطريقة التي طورناها هنا للبحث عن كواكب صغيرة (Planetesimals) إضافية”. لذا، من خلال تعزيز توثيقنا للكواكب المعروفة في أنظمة الكواكب القديمة، يُمكننا أن نبدأ في فهم كيفية تفاعل كوكبنا عندما تخبو الشمس.
يقول مانسر: “اكتشاف المزيد من الكواكب من شأنه أن يُعلمنا عن الظروف القاسية التي يُمكن للأجسام الكوكبية -أو شظاياها- البقاء فيها”، كما يُساعد فهمنا الشامل لأنظمة الكواكب الباقية حول الأقزام البيضاء، هذه الأنظمة أدوات عظيمة للتعلم حول تكوين مواد الكواكب الخارجية”.
على الرغم من أن دراسة بقايا الكواكب حول النجوم الميتة طويلة، إلا أنه في الوقت الحالي، لا تُوجد العديد من المواقع التي تكون فيها الأساليب المُقترحة هنا فعالة.
لكن لحُسن الحظ، من المُحتمل أن يحتوي النظام الشمسي علي نوى الكواكب الخاصة به -16 نواة- وهي جاهزة للاستكشاف.
يدور هذا الكويكب المُكون من النيكل والحديد بين المريخ والمُشتري (حول المكان الذي يُخمن مانسر وفريقه أن الكوكب الخاص بهم قد بدأ فيه) واكتشفه الفلكي الإيطالي أنيبال دي جاسباريس في عام 1852، مما يجعله الكويكب السادس عشر الذي تم العثور عليه على الإطلاق. على بعد حوالي 125 ميلًا (200 كم) ويتكون مما يصل إلى 95% من المعادن، يُقدم (Psyche) مُختبرًا طبيعيًا فريدًا حيث يُمكن للباحثين دراسة قلب كوكب قديم خضع على الأرجح لسلسلة من التصادمات العنيفة في الماضي.
ولكن يبدو أن هناك شيئًا واحدًا واضحًا بالفعل؛ كان لمقرنا الكوني بداية عنيفة، وسيُواجه بالتأكيد نهاية عنيفة.
كتابة: ملاك فريد
مراجعة: سارة محمد
تحرير: أسماء مالك
تصميم: أمنية عبد الفتاح
