على الرغم من أن نظامنا الشمسي يحتوي فقط على "الأرض العادية" ، يتوقع علماء الفلك أن الأنظمة الأخرى يمكن أن تحتوي على "الأرض الفائقة" ؛ الكواكب الصخرية مع كتلة كوكبنا عدة مرات. بما أن النجوم القزمة الحمراء ذات كتلة أقل ، فهي غير قادرة على التمسك بالغاز الأخف الذي يتحول إلى عمالقة الغاز. لدى العناصر الأثقل المتبقية الوقت لتشكيل كواكب أرضية ضخمة للغاية.
يشير تفسير جديد لتشكيل "الأرض الفائقة" إلى احتمال وجودها في مدار حول النجوم القزمة الحمراء - أكثر أنواع النجوم وفرة - من الكواكب العملاقة للغاز مثل المشتري وزحل. تصف النظرية ، التي وضعها الدكتور ألان بوس ، من قسم المغناطيسية الأرضية في معهد كارنيجي ، آلية يتم من خلالها إشعاع الأشعة فوق البنفسجية من نجم ضخم قريب يزيل الغلاف الغازي للكوكب ويكشف عن الأرض الفائقة. يشرح العمل ، الذي نُشر في 10 حزيران / يونيو ، 2006 ، مجلة الفيزياء الفلكية (رسائل) ، اكتشافات الكوكب خارج المجموعة الشمسية الأخيرة بواسطة طريقة العدسة الميكروية.
تحتوي الأرض الفائقة على كتل تتراوح بين الأرض ونبتون ولكن لها تركيبات غير معروفة. يقول بوس: "من بين النجوم الـ300 الأقرب إلى الشمس ، يوجد على الأقل 230 نجمًا قزمًا أحمر ، كتلتها أقل من نصف كتلة شمسنا". "لأن النجوم القريبة هي أسهل الأماكن للبحث عن كواكب أخرى تشبه الأرض ، من المهم محاولة التنبؤ بأنواع أنظمة الكواكب التي قد تكون لديها ، وهذا يعني محاولة معرفة كيف يمكن أن تتكون كواكبها."
في الآونة الأخيرة ، تم تقديم أدلة على أن الكوكب الأقل كتلة وجد حتى الآن في المدار حول نجم تسلسل رئيسي مثل الشمس. تم العثور عليه من قبل مجموعة دولية من علماء الفلك عبر حدث التكثيف الدقيق ، حيث يضخم النجم الأمامي الضوء من نجم بعيد عن طريق ثني ضوء نجم الخلفية في اتجاهنا ، وهو تأثير تنبأ به آينشتاين. بالإضافة إلى ذلك ، لاحظوا سطوعًا ثانويًا أيضًا ، بما يتفق مع وجود كوكب كتلة الأرض 5.5 تقريبًا يدور حول النجم الأمامي على مسافة مشابهة لحزام الكويكبات في نظامنا الشمسي. في حين أن هوية النجم الأمامي غير معروفة ، فمن المرجح أن يكون نجم قزم أحمر (M قزم). تم تقديم دليل على التحلل الميكروي بواسطة كوكب كتلة الأرض 13 حول قزم أحمر آخر.
لقد فسرت فرق الكشف عن الميكرولين اكتشافاتهم على أنها دليل على أن الأرض الفائقة يمكن أن تتشكل حول نجوم قزم حمراء بنفس العملية التي أدت إلى تكوين الأرض والكواكب الأرضية الأخرى في نظامنا الشمسي ، أي الاصطدامات بين الأجسام الصلبة الأكبر حجماً بشكل تدريجي. هذه العملية بطيئة للغاية ، ومع ذلك ، فمن غير المحتمل أن تؤدي إلى تكوين كواكب غازية عملاقة حول الأقزام الحمراء ، لأن غاز القرص من المحتمل أن يختفي قبل أن تنمو الأجسام الصلبة كبيرة بما يكفي لالتقاط أي غاز. ومع ذلك ، فقد عثرت فرق التحليل الدقيق في السابق على أدلة على كوكبين عملاقين للغاز بكتلة مماثلة لكتلة المشتري حول نجمين آخرين من الأقزام الحمراء. بالنظر إلى أنه تم الكشف عن عدد متساوٍ من الكواكب العملاقة والكواكب فائقة الكتلة عن طريق العدسة الدقيقة ، ومع ذلك فإن الكشف عن الكواكب الأولى أسهل ، جادلوا بأنه يجب أن يكون عدد الكواكب العملاقة أقل بكثير من الكواكب الفائقة.
كان بوس يفكر في هذه الاكتشافات أثناء جلوسه في بهو الفندق في هيوستن عندما حدث له تفسير جديد لكواكب العدسة الأربعة. وقد أظهر سابقًا أن النجوم القزمة الحمراء من المرجح أن تشكل كواكب أولية عملاقة للغاز بسرعة من خلال آلية عدم استقرار القرص ، حيث يشكل القرص الغازي أذرعًا حلزونية وكواكب جاذبية ذاتية من شأنها أن تصبح المشتري في غياب أي تدخل. ومع ذلك ، تتشكل معظم النجوم في مناطق تتشكل فيها نجوم O الضخمة في النهاية. تنبعث مثل هذه النجوم كميات هائلة من الأشعة فوق البنفسجية (UV) ، التي تنزع غاز القرص حول النجوم الشابة ، وتعريض كواكبها الخارجية للأشعة فوق البنفسجية وتجريد أظرفها الغازية. في عام 2002 ، اقترح بوس وزملاؤه في كارنيجي ، جورج ويثريل ونادر هاغيغيبور (الآن في جامعة هاواي) ، هذا التفسير لتشكيل أورانوس ونبتون ، التي لها كتل مماثلة لكتل الأرض الفائقة.
يقول بوس: "لقد بدا لي أنه نظرًا لأن تجريد الأشعة فوق البنفسجية يعتمد على كتلة النجم المركزي ، فيجب العثور على الأرض الفائقة في مدارات أصغر بكثير حول قزم أحمر من حول الشمس". "تتنبأ هذه الفكرة بشكل طبيعي بالأقزام الحمراء التي تكون قريبة من النجوم الضخمة ، والتي ستنتهي مع دوران الأرض الفائقة في المسافات التي تم العثور فيها على الأرض الفائقة عن طريق الميكرولين". لن تعاني الأقزام الحمراء التي تتكون في غياب النجوم الضخمة من تجريد الأشعة فوق البنفسجية ، وبالتالي ستشكل كواكب غازية عملاقة على هذه المسافات ، بدلاً من الأرض الفائقة. تقع هذه النجوم في الأقلية ، لذا يجب أن تدور الأقزام الحمراء في الغالب بواسطة الأرض الفائقة على مسافات الكويكبات وما بعدها. يتوافق هذا التنبؤ مع عمليات الكشف عن الميكروبات حتى الآن.
يبقى أن نرى ما إذا كان سيتم التحقق من التوقعات النظرية لبوس من خلال عمليات البحث الجارية عن الميكرولين وعن طريق بعثات الكشف عن كوكب الفضاء التي تخطط لها وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. سيكون تحديد تركيبات الأرض الفائقة تحديًا كبيرًا له آثار مهمة على قابليتها للسكن.
المصدر الأصلي: بيان كارنيجي الإخباري
