من المحتمل أن علماء الفلك اكتشفوا أول كوكب معروف من الجيل الثاني؛ في هذه الحالة، كوكب يشبه المشتري والذي من المحتمل أن يكون قد تشكل من تراكم الحطام الناتج عن قزم أبيض نجمي يحتضر. تم تحديده على أنه HS 0209 + 0832، والتركيب الجوي غير المعتاد لهذا القزم الأبيض هو ما دفع الفريق بقيادة جامعة وارويك لأول مرة إلى إعادة تحليل بيانات عمرها 25 عامًا من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا.
يقع HS 0209+0832 على بعد حوالي 270 سنة ضوئية في كوكبة قيطس الجنوبية، وله غلاف جوي يحتوي على الزنك والنحاس والألمنيوم والسيليكون والتيتانيوم. ولكن الأهم من ذلك، أنها تحتوي على عنصر النيوبيوم الأرضي النادر للغاية، والذي وجده الفريق بقيادة المملكة المتحدة بمستويات تزيد عن 1000 مرة من مستويات شمسنا.
وأشار الفريق في ورقة تظهر في المجلة علم الفلك الطبيعة يعتقدون أن التفسير الأكثر ترجيحًا هو أن القزم الأبيض، HS 0209 + 0832، يتغذى على كوكب عملاق من الجيل الثاني تم تشكيله حديثًا – وهو كوكب تكثف من قرص جديد من المواد التي تشكلت أثناء موت النجم، وفقًا لتقارير جامعة وارويك.
نحن نعلم الآن أن عناصر مثل النيوبيوم يمكن استخدامها كتوقيعات للتراكم من كواكب الجيل الثاني، كما أخبرني جيمي ويليامز، المؤلف الرئيسي لورقة علم الفلك الطبيعي ومرشح الدكتوراه في الفيزياء في جامعة وارويك في المملكة المتحدة، عبر البريد الإلكتروني. لذا، فإن مراقبة المزيد من الأقزام البيضاء الساخنة باستخدام هابل يمكن أن يكتشف المزيد من المرشحين، كما أخبرني ويليامز.
باستخدام البيانات الأرشيفية من هابل وتلسكوب FUSE (مستكشف الأشعة فوق البنفسجية البعيدة) وكذلك TESS (القمر الصناعي العابر لمسح الكواكب الخارجية) التابع لناسا، وجد الباحثون أن الكوكب المفترض يدور حول HS 0209 + 0832 في مدار قصير بشكل لا يصدق يبلغ 4.4 يومًا فقط.
والأهم من ذلك كله، أن هذا الاكتشاف يوضح أن الكواكب القريبة حول الأقزام البيضاء يمكن أن تتشكل بعد التسلسل الرئيسي لحرق الهيدروجين للنجم.
لعقود من الزمن، تجادل علماء الفيزياء الفلكية حول ما إذا كان من الممكن أن يتشكل كوكب من مخلفات بقايا نجمية، وهذا الاكتشاف يمثل المرة الأولى التي يحدث فيها ذلك.
تفتح هذه النتيجة الباب أمام فكرة أنه حتى في سكرات الموت، يمكن للنجوم الشمسية أن تنتج كواكب قد تكون ذات صلاحية محدودة للسكن.
أما بالنسبة لدخان النيوبيوم؟
وأشار ويليامز في بيان له إلى أن النيوبيوم موجود في نظامنا الشمسي وله استخدامات متعددة على الأرض، بما في ذلك في المجوهرات وأجهزة التصوير الطبي. لكن الكمية التي وجدها هابل في نظام HS 0209+0832 تشير إلى أن الكوكب لم يتشكل نتيجة ولادة النجم، بل من المادة المقذوفة أثناء موته، كما يشير ويليامز.
عملية نووية نادرة
يقول نيكولاس ستون، عالم الفيزياء الفلكية النظرية في جامعة ويسكونسن ماديسون وأحد المؤلفين المشاركين في الورقة البحثية، في بيان له: إن النيوبيوم والعناصر الأخرى الأثقل من الحديد لا تتشكل في قلوب النجوم عن طريق الاندماج النووي الحراري.
وبدلاً من ذلك، لا يمكن تصنيع هذه العناصر الثقيلة إلا في الظروف الغريبة التي تظهر لفترة وجيزة داخل النجوم المحتضرة، كما يقول ستون في بيان.
إن الطريقة التي قد تكون بها هذه الكميات الكبيرة من النيوبيوم في هذا القزم الأبيض تهيمن عليها عملية التقاط النيوترونات البطيئة التي تمكن من تكوين عناصر أثقل من الحديد. تتشكل مثل هذه العناصر فيما يسمى بعملية s بواسطة العناصر الخفيفة التي تلتقط النيوترونات على التوالي لتكوين عناصر أثقل.
بلورات النيوبيوم عالية النقاء (99.995% = 4N5) مصنعة بالتحليل الكهربائي، وكذلك عالية النقاء (99.95% = 3N5) 1 سم3 مكعب النيوبيوم المؤكسد للمقارنة. الائتمان: ويكيبيديا
يقول ستون في بيان إن وجود النيوبيوم هو علامة على مخاض “الموت” وطرد أحشاء النجم المحتضر إلى الفضاء.
ويمكن أيضًا أن تتشكل كواكب الجيل الثاني الصخرية في عملية مماثلة.
يقول ويليامز: ليس لدينا إحصائيات كافية للتنبؤ بثقة بعدد كواكب الجيل الثاني الموجودة هناك. ولكن بالنظر إلى أن HS 0209 + 0832 تشكل من نجم يشبه الشمس، فمن الممكن تشكيل هذا النوع من الكواكب حول العديد من النجوم، كما يقول.
كوكب يدور حول قريب
عندما يبرد القزم الأبيض، سيظل على نفس درجة الحرارة لمدة تصل إلى عشرات المليارات من السنين، مما يعني أن الكوكب الصخري القريب يمكن أن يبقى في المنطقة الصالحة للسكن لفترة أطول بكثير من أرضنا، كما يقول ويليامز.
يجب أن تكون مثل هذه الكواكب قريبة جدًا من القزم الأبيض، على مسافة متوسطة تبلغ 2.7 مليون كيلومتر فقط من النجم المحتضر. لكن من الناحية النظرية، قد تظل مثل هذه الكواكب الصخرية صالحة للحياة لعشرات المليارات من السنين.
القدرة على السكن على المدى الطويل
ومع ذلك، فإن القزم الأبيض سيكون أكثر خفوتا من الشمس، خاصة في الأطوال الموجية المرئية، ويمكن أن يظل دافئا لعشرات المليارات من السنين.
في الواقع، ستدخل شمسنا في نهاية المطاف مرحلة العملاق الأحمر وتنهي حياتها كقزم أبيض، مما يخلق مجموعتها الخاصة من العمليات التي يمكن أن تزرع كوكبًا من الجيل الثاني تابعًا لنا. ولكن بحلول ذلك الوقت، من المرجح أن تصبح الأرض نفسها ذكرى بعيدة، إما أن تبتلعها شمسنا العملاقة الحمراء المتوسعة، أو تحترق إلى درجة لا يمكن التعرف عليها بسبب نهاية نجمنا.
أما بالنسبة للقزم الأبيض المتنوع في الحديقة والذي يولد كوكبًا صالحًا للسكن؟
ويقول ويليامز إن القزم الأبيض سيكون كافيا لتدفئة الكوكب. ولكن ربما يكون من الصعب بدء الحياة هناك، لأنه ربما لن يستقبل نفس الجزيئات التي تستقبلها الأرض، كما يقول.
مصادر:
جيمي ويليامز
ورقة علم الفلك الطبيعة
ناسا
جامعة وارويك
