اكتشف علماء الفلك "لغزًا كونيًا" غريبًا، وهو كوكب عملاق متجدد الهواء مثل حلوى القطن

WASP-193b، كوكب عملاق منخفض الكثافة بشكل غير عادي يدور حول نجم بعيد يشبه الشمس. ويبعد حوالي 1,200 سنة ضوئية عن الأرض، وهو أكبر بنسبة 50% من كوكب المشتري، ولكنه أقل كتلة بسبع مرات. هذه الكثافة المنخفضة تعادل كثافة حلوى القطن

اكتشف فريق من العلماء من بلجيكا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وإسبانيا للتو WASP-193b، وهو كوكب عملاق منخفض الكثافة بشكل غير عادي يدور حول نجم بعيد يشبه الشمس. ويبعد حوالي 1,200 سنة ضوئية عن الأرض، وهو أكبر بنسبة 50% من كوكب المشتري، ولكنه أقل كتلة بسبع مرات. هذه الكثافة المنخفضة تعادل كثافة حلوى القطن.

يوضح خالد البرقاوي، زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة لييج والمؤلف الأول للورقة المنشورة في مجلة Nature Astronomy، أن "WASP-193b هو ثاني أقل الكواكب كثافة التي تم اكتشافها حتى الآن، بعد الكوكب الأصغر بكثير Kepler-51d". كثافة منخفضة، وهي استثناء من بين أكثر من 5,000 كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافها حتى الآن، ولا يمكن توليد هذه الكثافة باستخدام النماذج القياسية تتعرض عمالقة الغاز للإشعاع، حتى في ظل الافتراض غير الواقعي المتمثل في وجود هيكل بدون قلب.

تم اكتشاف الكوكب الجديد بواسطة WIDE، وهو تعاون دولي بين المؤسسات الأكاديمية التي قامت بشكل مشترك بتشغيل مرصدين آليين، أحدهما في نصف الكرة الشمالي والآخر في نصف الكرة الجنوبي. استخدم كل منهم مجموعة من الكاميرات ذات الزاوية الواسعة لقياس سطوع آلاف النجوم الفردية عبر السماء.

في البيانات التي تم جمعها في عامي 2006 و2008 ومرة ​​أخرى من عام 2011 إلى عام 2012، اكتشف مرصد WASP South انخفاضات دورية في الضوء من النجم WASP-193. وتوصل علماء الفلك إلى أن الانخفاضات الدورية في سطوع النجم تتوافق مع مرور كوكب أمام النجم كل 6.25 يومًا. وقام العلماء بقياس كمية الضوء التي حجبها الكوكب عند كل عبور، مما أعطاهم تقديرًا لحجمه.

ثم استخدم الفريق المراصد الموجودة في صحراء أتاكاما في تشيلي لقياس إشارة الكوكب عند أطوال موجية مختلفة والتحقق من أن الجسم المعتم كان كوكبًا. واستخدموا الملاحظات الطيفية التي تم جمعها من جهازين طيفيين آخرين في تشيلي لقياس كتلة الكوكب.

ومما أثار دهشتهم أن القياسات التراكمية كشفت أن كثافة الكوكب منخفضة للغاية. وكتلته حسب حساباتهم 0.4 من كتلة المشتري وحجمه 1.5 مرة. تبلغ الكثافة الناتجة حوالي 0.059 جرام لكل سنتيمتر مكعب.

ومن ناحية أخرى، تبلغ كثافة كوكب المشتري حوالي 1.33 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب، وكثافة الأرض أكبر 5.51 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب. ومن المواد التي تعتبر كثافتها الأقرب إلى الكوكب المتضخم الجديد هي حلوى القطن، التي تبلغ كثافتها حوالي 0.05 جرام لكل سنتيمتر مكعب.

يقول جوليان دي فيت، المؤلف المشارك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "الكوكب خفيف للغاية، ومن الصعب التفكير في مادة صلبة مماثلة". والسبب في أنها قريبة من حلوى القطن هو أن كلاهما يتكون في الغالب من الهواء. النجم في الواقع متجدد الهواء للغاية."

ويعتقد الباحثون أن النجم الجديد يتكون بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم، مثل معظم العمالقة الغازية الأخرى في المجرة. في WASP-193b، من المحتمل أن تخلق هذه الغازات غلافًا جويًا منتفخًا للغاية يمتد لعشرات الآلاف من الكيلومترات أبعد من الغلاف الجوي لكوكب المشتري. كيف يمكن لكوكب أن يتضخم إلى هذا الحد؟ هو سؤال لم تجب عليه أي نظرية موجودة حول تكوين الكواكب حتى الآن. من المؤكد أن هناك حاجة إلى خزان كبير من الطاقة في أعماق باطن الكوكب، لكن تفاصيل الآلية ليست مفهومة بعد.

للمادة العلمية