اكتشاف كوكب يدور عكس نجمه في مدار نادر

يدور كوكب GJ 3090 b حول نجمه في الاتجاه المعاكس تماماً لدوران هذا النجم حول نفسه، وهو نمط مداري نادر يطرح سؤالاً مباشراً: من أو ما الذي دفع هذا الكوكب إلى الدوران "مقلوباً"؟ المفاجئ في الأمر أنّ الباحثين الذين رصدوا الظاهرة لم يعثروا على أي جسمٍ ضخمٍ في محيط النظام يمكن أن يُفسّر هذا الانحراف، وهو ما يجعل الاكتشاف أكثر من مجرد فضولٍ علمي؛ إذ يتعلّق الأمر بأكثر أنواع النجوم شيوعاً في مجرّة درب التبانة.

كيف تمّ رصد المدار "المقلوب"؟

نشر فريقٌ بحثي دراسته في مجلة Astronomy and Astrophysics بتاريخ 21 سبتمبر، تحت عنوان "رأسًا على عقب: الكوكب GJ 3090 b هو أول كوكب خارجي ذو مدار تراجعي (معكوس) يدور حول قزم من النوع M يتم اكتشافه بواسطة أداة NIRPS"، والمرجع الببليوغرافي للدراسة يحمل سنة 2026 (المجلد 713، المقال L15، مُعرَّف DOI: 10.1051/0004-6361/202661989).

اعتمد الباحثون على 23 ساعة من الأرصاد جُمعت بواسطة أداتين مخصّصتين لاكتشاف الكواكب الخارجية، مُركَّبتين على تلسكوبٍ بقطر 3.6 أمتار (12 قدماً) في مرصد لاسيّا بتشيلي. خلال فترة الرصد، عبر الكوكب أمام قرص نجمه عشر مرّات، وكل عبورٍ من هذه العبورات تسبّب في خفوتٍ طفيف لضوء النجم الواصل إلى الأرض. من مدى هذا الخفوت ومدّته، تمكّن الفريق من استنتاج حجم الكوكب ومسار مداره وهي طريقة رصدٍ قياسية في علم الكواكب الخارجية، لكن دقّتها هنا كشفت شذوذاً غير متوقّع: مدار الكوكب منحرفٌ بمقدار 136 درجة عن محور دوران النجم، أي أنّه أقرب إلى الوضع "المقلوب"، بشكلٍ يُشبه حالة كوكب الزهرة في نظامنا الشمسي.

النجم المضيف هو قزمٌ من النوع M نجمٌ صغير الحجم، بارد نسبياً وخافت الضوء، ولا يمكن رؤية أقرب النجوم من هذا النوع إلى الأرض بالعين المجرّدة رغم أنها تُشكّل نحو ثلاثة أرباع نجوم مجرّة درب التبانة. هذا الانتشار الهائل هو ما يمنح الاكتشاف أهميته: فإذا كانت الأنظمة الكوكبية حول أكثر النجوم شيوعاً في الكون قادرة على إنتاج مدارات معكوسة دون تفسيرٍ واضح، فإنّ ذلك يعيد فتح النقاش حول كيفية تشكّل الكواكب عموماً.

Loading image...

نظامٌ كامل من الكواكب... وشذوذٌ واحد فقط

يضمّ النظام النجمي كوكبين، أو ربما ثلاثة، أصغر حجماً من نبتون، يكمل كلٌّ منها دورةً مدارية كاملة في أقل من 16 يوماً. GJ 3090 b هو الكوكب الأقرب إلى النجم في هذا النظام، وتستغرق دورته المدارية نحو 2.9 يوماً فقط. والمثير أنّ الكواكب الأخرى في النظام ليست "مقلوبة"؛ فهي تدور في الاتجاه المتوقَّع المتوافق مع دوران النجم.

هذا التفاوت يستبعد أحد التفسيرات الأكثر شيوعاً لمثل هذه الظواهر: فعادةً ما تنشأ المدارات المعكوسة نتيجة اضطرابٍ جاذبي ناتج عن جسمٍ ضخم يُخلّ بترتيب الكواكب. لكنّ الكواكب الأبعد عن النجم في هذا النظام كانت ستكون الأكثر تأثّراً بأي اضطرابٍ جاذبي كبير من هذا النوع، بينما ظلّت سليمة المدار. يقول الباحث المشارك في الدراسة يان كارتيريه، الفلكي في جامعة جنيف: "بحثنا عن نوع الرفيق الضخم الذي كان يمكن أن يدفع الكوكب إلى مدارٍ بهذا التطرّف"، مضيفاً: "قد نحتاج إلى التفكير بطريقةٍ مختلفة في كيفية اكتساب هذا النظام لبنيته غير المألوفة".

فرضية "القرص الثاني"

في الأحوال الطبيعية، تتشكّل النجوم وكواكبها من القرص الدوّار نفسه من الغاز والغبار، المعروف بالقرص الكوكبي الأوّلي (Protoplanetary Disk)، وتدور الأجرام المتشكّلة حديثاً في الاتجاه نفسه لدوران هذا القرص. أما تغيير اتجاه دوران أي جرمٍ سماوي فيتطلّب طاقةً هائلة تُطبَّق بالشكل الصحيح وهو ما دفع الباحثين إلى استبعاد بضع حالاتٍ سابقة من الكواكب الخارجية ذات المدارات المعكوسة التي عُرفت من قبل، لأنّ سياقها مختلف.

الفرضية التي يطرحها الفريق البحثي هي أنّ تدفّقاً لاحقاً من الغاز والغبار ربما شكّل قرصاً ثانياً بزاويةٍ مختلفة عن القرص الأصلي، وأنّ هذا القرص الأحدث هو ما أنتج الكوكب GJ 3090 b في مداره المعكوس، بينما لم تكن كمية المادة في الكواكب الداخلية كافيةً لتغيير اتجاه دوران النجم نفسه. يصف الباحث المشارك فنسان بورييه ، الفلكي في جامعة جنيف، هذا الاحتمال بقوله: "فكرة أنّ نظاماً كوكبياً يمكن أن يُعاد بناؤه من قرصٍ ثانٍ ذي اتجاهٍ مختلف مثيرة بشكلٍ خاص"، ويضيف: "هذا يشير إلى أنّ البيئة المحيطة بنجمٍ فتيّ يمكن أن تلعب دوراً أكبر بكثيرٍ مما كنّا نتوقّعه في تحديد بنية كواكبه".

يبقى السؤال مفتوحاً حول ما إذا كانت هذه الآلية تشكّل قرصٍ ثانٍ مُعاد التوجيه ظاهرةً شائعة في الأنظمة النجمية التي تُهيمن عليها الأقزام من النوع M، أم أنّ GJ 3090 b حالةٌ استثنائية. والإجابة، كما هي الحال دائماً في علم الفلك الرصدي، ستتطلّب مزيداً من ساعات الرصد على أنظمةٍ مشابهة قبل أن يمكن الحديث عن نمطٍ عام بدل حادثةٍ فردية.