كوكب مصنوع من الماس

اكتشف الباحثون أن الأرض العملاقة، التي تبعد عنا 40 سنة ضوئية، تتكون بشكل رئيسي من الماس

تشير دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة ييل إلى أن كوكبًا صخريًا يبلغ حجمه ضعف حجم الأرض ويدور حول نجم قريب نسبيًا من نظامنا الشمسي، مصنوع من الماس.

"هذه هي لمحتنا الأولى لعالم صخري بكيمياء مختلفة تمامًا عن الأرض." يقول الباحث الرئيسي نيكو مادهوسودان، زميل ما بعد الدكتوراه في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ييل. "سيتم تغطية سطح هذه الكواكب بالجرافيت والماس بدلا من الماء والجرانيت.
وتم قبول نتائج البحث للنشر في مجلة Astrophysical Journal Letters.

ويبلغ نصف قطر الكوكب، المعروف باسم 55 Cancri e، ضعف نصف قطر الأرض، وكتلته أكبر بثماني مرات، مما يضعه في فئة الكواكب الأرضية الفائقة. وهو واحد من خمسة كواكب تدور حول نجم شبيه بالشمس، 55 كانكري، يقع على بعد 40 سنة ضوئية منا ويمكن رؤيته بالعين المجردة في كوكبة السرطان.

يدور الكوكب حول شمسه بسرعة عالية: وتستمر سنته 18 ساعة. كما أنه حار جداً، وتصل الحرارة على سطحه إلى 2,150 درجة مئوية، فلا يمكن تسويته.

وتم رصد الكوكب لأول مرة وهو يمر أمام شمسه منذ عام تقريبا، مما سمح لعلماء الفلك بقياس نصف قطره. أتاحت المعلومات الجديدة، إلى جانب تقديرات كتلتها، لمادهوسودان وزملائه تقدير تكوينه، باستخدام نماذج من داخله وحساب جميع المجموعات الممكنة من العناصر والمركبات التي من شأنها أن تعطي هذه الخصائص المحددة.

وكان علماء الفلك يعتقدون في السابق أن شمس ذلك النظام تحتوي على كربون أكثر من الأكسجين، وأكد مادوسودان وزملاؤه وجود كميات كبيرة من الكربون والسيليكون الكربوني، وكمية ضئيلة من الماء كانت موجودة عندما تشكل الكوكب.

ويعتقد علماء الفلك أيضًا أن 55 كانساري تحتوي على مياه شديدة السخونة، بناءً على تقييم مفاده أن تركيبها الكيميائي مشابه لتركيب الأرض، كما يقول مادهوسودان، لكن البحث الجديد يشير إلى أنه لا يحتوي على ماء على الإطلاق وأنه يتكون بشكل أساسي من الكربون (على شكل الجرافيت والماس)، والحديد، وسيليكون الكربون، وربما بعض السيليكات. وتقدر الدراسة أن ما لا يقل عن ثلث كتلة الكوكب - أو حوالي ثلاثة أضعاف كتلة الأرض - قد يكون من الماس.

وعلى سبيل المقارنة، فإن باطن الأرض غني بالأكسجين ولكنه فقير جدًا بالكربون - أقل من جزء من الألف من الكتلة، كما يقول الجيوفيزيائي مايل كيناني لي.

وقال مادهوسودان إن تحديد الكواكب الأرضية الفائقة الغنية بالكربون يعني أنه لم يعد من الممكن ربطها بكيمياء مشابهة لكيمياء الأرض. ويفتح هذا الاكتشاف أيضًا مسارات جديدة لدراسة العمليات الجيوكيميائية والجيوفيزيائية في الكواكب الشبيهة بالأرض. وقد يؤثر التركيب الغني بالكربون على التطور الحراري للكوكب وتكتونية الصفائح، من بين أمور أخرى، مع ما يترتب على ذلك من آثار على النشاط البركاني، والنشاط الزلزالي، وتكوين الجبال.

يقول ديفيد سبيرجيل، أستاذ علم الفلك وحامل كرسي علوم الفيزياء الفلكية في جامعة برينستون، والذي لا علاقة له بالبحث الحالي: "النجوم بسيطة، بالنظر إلى كتلتها وعمرها يمكن للمرء معرفة بنيتها الأساسية وتاريخها". "الكواكب أكثر تعقيدًا بكثير. تعتبر كواكب الأرض الفائقة الغنية بالألماس مجرد مثال واحد لسلسلة غنية من الاكتشافات التي تنتظرنا عندما نبدأ في استكشاف الكواكب حول النجوم القريبة.

وفي عام 2011، قاد مادهوسودان اكتشاف كوكب ذو غلاف جوي غني بالكربون، لكنه كان في ذلك الوقت كوكبًا عملاقًا، لكن البحث فتح إمكانية وجود كواكب صخرية غنية بالكربون (أو كواكب ماسية). تمثل الدراسة الجديدة المرة الأولى التي يحدد فيها علماء الفلك كوكبًا ماسيًا يدور حول شمس مشابهة لشمسنا وحددوا تركيبه الكيميائي. إن متابعة ملاحظات الغلاف الجوي للكوكب والتقييمات الإضافية لتركيبة الشمس قد تعزز النتائج المتعلقة بالتركيب الكيميائي للكوكب.

لإشعار الباحثين