كان الكوكب العملاق J1407b لغزًا فضائيًا غريبًا منذ اكتشافه في عام 2010. لكن دراسة جديدة كشفت شيئًا عن الكوكب قد يساعد في تفسير جزء على الأقل من غرابته: مجموعة مترامية الأطراف من الحلقات التي قد تدور بالفعل للخلف حول الكوكب.
قد يكون J1407b كوكبًا مارقًا، ينجرف عبر الفضاء غير مرتبط بنجم أو كواكب أخرى، أو ربما يدور حول النجم القريب V1400 Centauri في حلقة واسعة لم يرسمها علماء الفلك بعد. وفي كلتا الحالتين، فهي موطن لحلقات واسعة وحفنة من الأقمار، والتي قد يكون حجم أحدها بحجم كوكبنا بأكمله. قد تكون هذه الحلقات والأقمار في الواقع في مدار رجعي، مما يعني أنها تدور إلى الوراء حول الكوكب. استخدمت دراسة حديثة المحاكاة الحاسوبية لشرح كيفية حدوث ذلك.
نشر وينشواي ليو، عالم الفيزياء في جامعة هينان نورمال في الصين، عمله في ورقة ما قبل الطباعة والتي لم تتم مراجعتها بعد من قبل النظراء.
قد يبدو J1407b مثل رسم هذا الفنان للقزم البني 0TS 44، محاطًا بحلقات مغبرة وأقمار صخرية.
كوكب مارق مع حلقات متخلفة؟
قام ليو بمحاكاة كيف يمكن لكوكب عملاق ونظامه الحلقي أن يتشكل ويتطور حول نجم مثل V1400 Centauri، الذي تبلغ كتلته كتلة شمسنا تقريبًا ولكن أصغر منه ببضعة مليارات من السنين. تشير نماذجهم إلى أنه عندما تتجمع الكواكب العملاقة من الغاز والغبار الذي يحوم حول النجم، فإن التفاعلات بين تلك الكواكب لا يمكنها فقط دفع بعضها إلى مدارات غريبة وممتدة، ولكنها أيضًا تجعل حلقاتها تدور في الاتجاه الخاطئ.
إذا كان ليو على حق، فإن هذا قد لا يفسر فقط سبب دوران حلقات J1407b للخلف، بل سبب وجودها على الإطلاق.
في عام 2007، حدث مرور J1407b بين الأرض والنجم V1400 Centauri مما أدى إلى حجب جزء من ضوء النجم. لم يرصد علماء الفلك ظل الكوكب في البيانات الواردة من برنامج البحث عن الكواكب ذو الزاوية الواسعة للغاية إلا بعد ثلاث سنوات، ولكن بمجرد أن فعلوا ذلك، سرعان ما أصبح الكوكب لغزًا رائعًا. لسبب واحد، إنه كبير بما يكفي ليكون قزمًا بنيًا، وهو جسم ضخم أكبر من أن يكون مجرد كوكب غازي، ولكنه ليس كبيرًا بما يكفي ليكون نجمًا.
وكشفت الصورة الظلية للكوكب أنه يحتوي على نظام من الحلقات والأقمار المغبرة أكبر بحوالي 200 مرة من حلقات زحل. تشير الفجوات بين الحلقات إلى المكان الذي قامت فيه الأقمار بإخلاء الممرات عبر الغبار (على الرغم من عدم قدرتها على رؤية الأقمار نفسها، إلا أننا لم نقم بعد بتصوير قمر خارجي، أو قمر يدور حول كوكب خارج نظامنا الشمسي). واستنادًا إلى عرض المسار الذي تم إخلاءه بين الحلقات، قد يكون أحد تلك الأقمار بحجم الأرض على الأقل.
إذا كان J1407b كوكبًا مارقًا بالفعل، فهو على الأقل ليس وحيدًا تمامًا هناك.
ثم هناك الجزء الغريب حقًا: احتمال ألا يكون J1407b يدور حول V1400 Centauri، ولكنه بدلاً من ذلك مسافر منفرد صادف أنه مر عبر 450 سنة ضوئية من الفضاء بين النجم والأرض. نظرًا لأنه لم يعبر أمام النجم مرة أخرى منذ عام 2010، ولأن استطلاعًا أجرته ALMA في عام 2017 رصده في وضع لم يكن من المفترض أن يكون فيه إذا وقع بالفعل تحت جاذبية النجم، يجادل بعض علماء الفلك بأن J1407b من المرجح أن يكون كوكبًا مارقًا أكثر من كونه رفيقًا لـ V1400 Centauri. لم يتم حل اللغز بالكامل، لأن استطلاع عام 2019 لم يجد أي علامة على وجود J1407b على الإطلاق.
يركز جزء من الجدل حول J1407b على حقيقة أنه إذا كان بالفعل في مدار واسع حول النجم، فلا ينبغي للكوكب أن يكون قادرًا على التمسك بالروافد البعيدة لنظام حلقاته وأقماره. بدلًا من ذلك، يجب أن تجردها جاذبية النجم بعيدًا في كل مرة يقترب فيها مداره (حوالي 5 أضعاف المسافة من الأرض إلى الشمس، في أقرب نهج لها، إذا كانت الدراسات السابقة صحيحة). وهذا جزء مما كان ليو يأمل في شرحه من خلال عمليات المحاكاة التي أجراها.
لقد اتضح أنه لأسباب تتعلق بالفيزياء التفصيلية لسحب الغبار المتدفقة في الفضاء، فإن الحلقة التي تدور للخلف حول كوكبها تكون أكثر استقرارًا قليلًا من حلقة تدور في نفس الاتجاه الذي يدور فيه الكوكب. اقترح فريق آخر من علماء الفلك في عام 2016 أنه إذا دار نظام حلقات J1407b للخلف، فيمكن أن يصمد أمام قوة الجاذبية لـ V1400 Centauri. لكن لا يمكن لأحد أن يشرح في الواقع سبب دوران النظام الحلقي للخلف، وكانت هذه نقطة شائكة في الحجة بأكملها الداعمة لدوران J1407b حول V1400 Centauri بدلاً من الانحراف.
وفقًا لمحاكاة ليو، عندما تتجمع الكواكب العملاقة من الغاز والغبار الذي يحوم حول النجم، تدفع جاذبية الكواكب المتكونة حديثًا وتسحب بعضها البعض، مما يؤدي إلى تصادم الكواكب الصغيرة في مدارات مختلفة – وهو شيء مشابه جدًا لنوع الجاذبية. الدفع الذي دفع كوكب المشتري إلى الهجرة إلى الداخل خلال السنوات الأولى المضطربة لنظامنا الشمسي. على طول الطريق، تم اقتياد J1407b إلى مدار طويل وضيق. أدت الطرق المعقدة التي تتفاعل بها السوائل (بما في ذلك سحب الغبار المتدفقة في الفضاء) في النهاية إلى بدء قرص الكوكب الصغير من المواد بالتدفق أو الدوران في الاتجاه المعاكس لدوران الكوكب ومساره حول النجم.
لن نعرف على وجه اليقين ما لم يتمكن علماء الفلك من التقاط صورة مباشرة للكوكب، وهذا ليس بالأمر الهين، حيث سيتعين عليهم العثور عليه مرة أخرى أولاً.
