كشف فريق دولي من العلماء عن وجود كوكب خفيف الوزن بشكل استثنائي يدور حول نجم بعيد. تم نشر هذا الاكتشاف الثوري مؤخرًا في مجلة "نيتشر أسترونومي".

ثم اكتشاف هذا الكوكب الخفيف الاستثنائي بفضل البحوث التي أجريت في إطار الدكتوراه التي قام بها خالد بركاوي، الطالب السابق في جامعة القاضي عياض ومرصد أوكايمدن، تحت إشراف زهير بن خلدون، مدير مرصد أوكايمدن. قدم خالد بركاوي أطروحته في جامعة القاضي عياض في 8 سبتمبر 2020، وكان عنوان الأطروحة: "كشف وتوصيف الكواكب الخارجية في حالة المرور باستخدام تلسكوب ترابيست-الشمال." حاليًا، يشغل بركاوي منصب باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة لييج ومعهد الفلك في جزر الكناري.

الكوكب الجديد، المسمى WASP-193b، يتميز بأبعاد تتجاوز تلك لكوكب المشتري بينما يحافظ على كثافة تمثل جزءًا صغيرًا من حجمه. حدد الباحثون أن هذا العملاق الغازي يتجاوز حجم كوكب المشتري بنسبة 50٪ ولكنه يظهر كثافة تقريبًا تساوي عُشُر كثافة كوكب المشتري، مما يمنحه كثافة غير عادية تشبه كثافة الحلوى القطنية.

يُعتبر WASP-193b ثاني أخف الكواكب التي تم اكتشافها حتى الآن، وراء كوكب نبتون صغير الحجم مثل كيبلر-51d. يجعل الجمع بين الحجم الكبير والكثافة المنخفضة للغاية منه كائنًا غريبًا بين أكثر من خمسة آلاف كوكب خارجي تم اكتشافه حتى الآن.

يعلق خالد بركاوي، الباحث الفلكي الرئيسي وراء هذا الاكتشاف الثوري، قائلاً: "كوكب WASP-193b هو واحد من أكثر الكواكب الخارجية الطريفة التي تم اكتشافها حتى الآن. كثافته الفائقة الانخفاض لا تتطابق مع النماذج التقليدية للعمالقة الغازية المشعة، حتى في ظل افتراض عدم وجود نواة."

أتت هذه الاكتشافات من البيانات التي جمعتها عملية البحث عن الكواكب بزاوية واسعة (WASP)، وهي تعاون دولي بين المؤسسات الأكاديمية التي تشغل مرصدًا آليًا في النصفين الشمالي والجنوبي. استخدمت هذه المرصدات كاميرات زاوية واسعة لمراقبة سطوع آلاف النجوم في السماء.

كشفت المراقبات التي أجريت بين عامي 2006 و 2008، ومن جديد بين عامي 2011 و 2012، من خلال مرصد WASP-South عن عبورات دورية لكوكب WASP-193، وهو نجم مشابه للشمس يقع على بعد 1200 سنة ضوئية من الأرض. تم تحديد هذه العبورات، التي تتميز بانخفاض في السطوع، متطابقة مع مرور كوكب أمام النجم كل 6.25 يومًا.

لتحديد الطبيعة الكوكبية للجسم الكوكبي المعترض، استخدم الباحثون المرصدان TRAPPIST-South و SPECULOOS-South الموجودان في صحراء أتاكاما في تشيلي. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام الملاحظات الطيفية من مطيافات HARPS و CORALIE في تشيلي لتحديد كتلة الكوكب.

كشف تراكم البيانات عن كثافة لا مثيل لها لكوكب WASP-193b. مع كتلة تقريبًا تعادل 0.14 مرة كتلة كوكب المشتري وحجم يعادل 1.5 مرة حجم كوكب المشتري، تم حساب كثافة الكوكب بحوالي 0.059 غرام لكل سنتيمتر مكعب، مقارنة بكثافة حلوى القطن.

يلاحظ جوليان دي ويت، المؤلف المشارك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، "إن طبيعة الكوكب الخفيفة الوزن تصعب المقارنة مع مادة صلبة. إن التشابه مع حلوى القطن يعود إلى تركيبه الغازي الرئيسي، مما يجعل الكوكب فائق النعومة."

يتكهن الباحثون بأن WASP-193b يتكون بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم، على غرار معظم العمالقة الغازية في المجرة. من المحتمل أن تشكل هذه الغازات غلافًا جويًا متضخمًا بشكل هائل يحيط بالكوكب، يمتد على مسافة تزيد عن عشرات الآلاف من الكيلومترات بعيدًا عن الغلاف الجوي الخاص بكوكب المشتري. ومع ذلك، يظل الآلية التي تدفع لهذا التضخم الشامل غامضة بالنسبة لنظريات التشكل الكوكبي الحالية.

"كوكب WASP-193b يمثل لغزًا مثيرًا للاهتمام"، يختتم خالد بركاوي. "سيتطلب حله التحقيقات المراقبة والنظرية الإضافية، بما في ذلك استخدام تلسكوب جيمس ويب لقياس خصائصه الجوية ومقارنتها بمختلف الآليات النظرية المسؤولة عن مثل هذا التضخم المتطرف."

"ليست هذه هي المرة الأولى التي تتم فيها اكتشافات جديدة غير مسبوقة من خلال مشاركة باحثين من مرصد أوكايمدين، مما يشهد على الديناميكية العلمية لهذه المؤسسة الفريدة على المستوى الإقليمي"، يختم زهير بن خلدون، مدير المرصد التابع لجامعة القاضي عياض في مراكش، المغرب.

رقم DOI للورقة سيكون 10.1038/s41550-024-02259-y.

بمجرد نشر الورقة عبر الإنترنت، ستكون متاحة على الرابط التالي:

 https://www.nature.com/articles/s41550-024-02259-y

جهات الاتصال:

زهير بن خلدون، مدير مرصد أوكايمدين: zouhair@uca.ac.ma

خالد بركاوي، جامعة لييج: khalid.barkaoui@uliege.be