أظهرت دراسة أن الكواكب الصخرية خارج نظامنا الشمسي، والمعروفة باسم الكواكب الخارجية، تتكون من أنواع صخرية “غريبة” لا وجود لها حتى في نظامنا الكوكبي.
واستخدم الباحثون بيانات التلسكوبات لتحليل الأقزام البيضاء، وهي بقايا نجمية كثيفة بشكل لا يصدق من النجوم الميتة بعد استنفاد وقودها النووي وتخلصت من طبقاتها الخارجية، وتتقلص إلى حجم الأرض تقريبا، وهو المصير المتوقع لشمسنا.
ووجد الخبراء أن بعض الكواكب الخارجية بها أنواع صخرية غير موجودة، أو لا يمكن العثور عليها، على كواكب نظامنا الشمسي.
وتعد أنواع الصخور هذه “غريبة” لدرجة أن العلماء اضطروا إلى إنشاء أسماء جديدة لها، بما في ذلك “كوارتز بيروكسينيت” (quartz pyroxenites) و”بيريكلاز دونيتس” (periclase dunites).
وقد تؤدي بعض هذه الصخور إلى إذابة مياه أكثر من الصخور الموجودة على الأرض، ما قد يكون أثر على كيفية تشكل المحيطات على هذه الكواكب قبل زوالها.
وقاد الدراسة الجديدة علماء الفلك في NOIRLab التابع لمؤسسة العلوم الوطنية (NSF)، وهو مركز أبحاث فلكية مقره توكسون في أريزونا، بالتعاون مع علماء الجيولوجيا في جامعة ولاية كاليفورنيا.
وقال عالم الفلك سيي شو من NOIRLab: “في حين أن بعض الكواكب الخارجية التي كانت تدور حول الأقزام البيضاء الملوثة تبدو مشابهة للأرض، فإن معظمها يحتوي على أنواع صخرية غريبة عن نظامنا الشمسي. وليس لديهم نظراء مباشرون في النظام الشمسي”.
وحتى الآن، اكتشف علماء الفلك آلاف الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم أخرى في مجرتنا. وتم تأكيد نحو 4374 كوكبا خارجيا في 3234 نظاما منذ اكتشافات الكواكب الخارجية الأولى في أوائل التسعينيات.
وغالبية هذه الكواكب الخارجية غازية، مثل كواكب المشتري أو نبتون، وليست أرضية، وفقا لقاعدة بيانات ناسا على الإنترنت.
ولمحاولة اكتشاف المزيد، اشترك عالم الفلك شو مع الجيولوجية كيث بوتيركا من جامعة ولاية كاليفورنيا، فريسنو، لدراسة الغلاف الجوي لما يُعرف بالأقزام البيضاء “الملوثة”.
وهذه الأقزام البيضاء الملوثة هي النوى الكثيفة والمنهارة لنجوم كانت طبيعية في السابق مثل الشمس، والتي تحتوي على مواد غريبة من الكواكب أو الكويكبات أو الأجسام الصخرية الأخرى التي دارت حول النجم ذات مرة ولكنها سقطت في النهاية في القزم الأبيض و”تلوث” غلافه الجوي.
ويشار إلى أن ما يقارب 98% من جميع النجوم في الكون سينتهي بها المطاف كأقزام بيضاء، بما في ذلك شمسنا.
ومن خلال البحث عن العناصر التي لا يمكن أن توجد بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للقزم الأبيض (أي شيء آخر غير الهيدروجين والهيليوم)، يمكن للعلماء معرفة ما صنعت منه الأجسام الكوكبية الصخرية التي سقطت في النجم.
ودرس الفريق 23 من الأقزام البيضاء الملوثة، جميعها في حدود 650 سنة ضوئية من الشمس، حيث وقع اكتشاف الكالسيوم والسيليكون والمغنيسيوم والحديد، باستخدام مرصد دبليو إم كيك في هاواي، وتلسكوب هابل الفضائي ومراصد أخرى.
ثم استخدم العلماء الكميات المقاسة من تلك العناصر لإعادة بناء المعادن والصخور التي قد تتشكل منها.
ووجدوا أن هذه الأقزام البيضاء لديها مجموعة من التركيبات أوسع بكثير من أي من الكواكب الداخلية في نظامنا الشمسي، ما يشير إلى أن كواكبها لديها مجموعة متنوعة من أنواع الصخور.
وقال بوتيركا: “قد تذوب بعض أنواع الصخور في درجات حرارة أقل بكثير وتنتج قشرة أكثر سمكا من صخور الأرض، وقد تكون بعض أنواع الصخور أضعف، ما قد يسهل تطوير الصفائح التكتونية”.
وتوصلت دراسات سابقة إلى أن الأقزام البيضاء الملوثة عناصر من أجسام صخرية، بما في ذلك الكالسيوم والألمنيوم والليثيوم.
لكن هذه “العناصر ثانوية” (والتي عادة ما تشكل جزءا صغيرا من صخرة الأرض)، لذا فإن قياسات “العناصر الرئيسية” (التي تشكل جزءا كبيرا من صخرة الأرض)، وخاصة السيليكون، ضرورية لمعرفة حقيقة ما نوع الصخور التي كانت موجودة على تلك الكواكب.
وتشير المستويات العالية من المغنيسيوم والمستويات المنخفضة من السيليكون التي تم قياسها في الغلاف الجوي للأقزام البيضاء إلى أن الحطام الصخري المكتشف على الأرجح جاء من الأجزاء الداخلية للكواكب، من الوشاح، وليس من قشرتها.
وذكرت بعض الدراسات السابقة للأقزام البيضاء الملوثة علامات على وجود قشرة قارية على الكواكب الصخرية التي كانت تدور حول تلك النجوم ذات مرة.
