الشمس ابتلعت كوكب أرضي عملاق وأخفته في أعماقها

قبل مليارات السنين، حين كانت شمسنا في طفولتها محاطةً بقرصٍ من الغاز والغبار، ربما جرى حدثٌ كوني هائل لم يتركْ شاهداً مرئياً لكنه خلّف بصمةً كيميائية عميقة في أحشاء النجم ذاته. هذا ما يقترحه بحثٌ جديد نُشر في العاشر من سبتمبر 2023 في مجلة «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society»، ويرى فيه الباحثون أن الشمس ربما ابتلعت كوكباً عملاقاً من فئة «الأرض الفائقة» (Super-Earth) في مرحلة مبكرة من تاريخها، وأن آثار ذلك الحدث لا تزال مختبئةً في بنيتها الداخلية حتى اليوم.

أرضٌ فائقة ابتلعتها الشمس

الباحث الرئيسي في الدراسة هو Mutlu Yildiz من جامعة Ege University في تركيا، الذي انطلق من تساؤل بدا بسيطاً في ظاهره: هل تملك مشكلات الشمس غير المحلولة أصلاً مشتركاً في تاريخها الكيميائي المبكر؟ يقول Yildiz: «كنّا مهتمّين بمعرفة ما إذا كانت هذه المشكلات تعود إلى أصلٍ مشترك في التاريخ الكيميائي المبكر للشمس».

المشكلات التي يشير إليها ليست هامشية. فالنماذج المعيارية لتطوّر النجوم تتنبّأ بخصائص داخلية للشمس تختلف عمّا ترصده الأرصاد الفعلية: عمق منطقة الحمل الحراري (Convection Zone) وبنية سرعة الصوت في الداخل الشمسي كلاهما يخرجان عن التوقّعات النظرية. يُضاف إلى ذلك ظاهرةٌ محيّرة أخرى: سطح الشمس يفتقر إلى عنصر الليثيوم بصورة لافتة، وهو شذوذٌ لم يجد تفسيراً مُقنعاً حتى الآن.

الفرضية التي يطرحها الباحث هي أن كوكباً تتراوح كتلته بين 5 و10 أضعاف كتلة الأرض وهو ما يُعرَّف بـ«الأرض الفائقة» قد سقط في الشمس الفتية منذ مليارات السنين، وترك فيها بصمةً كيميائية دائمة. ويوضح Yildiz: «تقترح دراستنا الجديدة أن كوكباً أكبر بعدة أضعاف من الأرض ربما سقط في الشمس الفتية وترك أثراً كيميائياً دائماً في أعماقها».

Loading image...

كيف يُعقَل أن تبتلع الشمس كوكباً؟

لفهم هذا السيناريو، لا بدّ من استحضار صورة المنظومة الشمسية في مهدها. النجوم الفتية ومنها شمسنا تكون محاطةً بأقراص من الغاز والغبار تُعرف بالأقراص الكوكبية الأولية (Protoplanetary Discs)، وهي المادة الخام التي تتشكّل منها الكواكب. غير أن الكواكب تتكوّن من مادةٍ تختلف في تركيبها الكيميائي عن الغاز المحيط بها في هذه الأقراص. وهنا يكمن جوهر الفرضية: «بما أن الكواكب مصنوعة من مادةٍ تختلف كيميائياً عن الغاز في القرص، تساءلنا عمّا إذا كان ابتلاع كوكبٍ مبكراً قد يترك بصمةً كيميائية داخل الشمس الفتية»، يقول Yildiz.

وقد سبقت هذه الدراسةَ أبحاثٌ أشارت إلى أن كواكب من فئة الأرض الفائقة ربما تشكّلت قرب مدار كوكب Mercury ثم هاجرت نحو الشمس وسقطت فيها. ما يضيفه البحث الجديد هو السؤال المختلف: «تساءلنا ما إذا كانت الشمس ذاتها لا تزال تحمل دليلاً رصدياً يُثبت أن هذا الابتلاع قد حدث فعلاً، ونعتقد أنها تحمله»، وفق ما يؤكده Yildiz.

المنهجية المتّبعة في الدراسة تقوم على نمذجة حاسوبية لتطوّر الشمس ومقارنة نتائجها بالأرصاد الدقيقة لبنيتها الداخلية. والنتيجة لافتة: «بنمذجة تطوّر الشمس ومقارنة النتائج بالأرصاد الدقيقة لداخلها، نجد أن ابتلاع أرضٍ فائقة يمكن أن يُساعد في تفسير الفوارق القائمة منذ أمدٍ بعيد بين النماذج الشمسية المعيارية والأرصاد، بما فيها التغيّرات الدقيقة في البنية الداخلية للشمس وندرة الليثيوم على سطحها»، يقول Yildiz. والأكثر إثارةً أن النتائج أفضت إلى نطاق كتلة محدّد للغاية: «لم نكن نتوقّع أن تتقاطع الحسابات عند نطاق كتلةٍ محدّد جداً لأرضٍ فائقة»، يُقرّ الباحث.

Loading image...

لغزٌ كوني قديم: أين اختفت الأرض الفائقة؟

ثمة بُعدٌ آخر لهذه القصة يستحق التأمّل. كواكب الأرض الفائقة شائعةٌ جداً في المنظومات الكوكبية الأخرى المرصودة حول نجوم مختلفة، بيد أن منظومتنا الشمسية تخلو منها كلياً. هذا الغياب ظلّ لغزاً مُحيّراً لعلماء الفلك: لماذا نحن استثناء؟

الإجابة التي يقدّمها هذا البحث بسيطةٌ في صياغتها، عميقةٌ في دلالتها: ربما لأن شمسنا أكلتها. إذا صحّت الفرضية، فإن غياب هذه الكواكب من منظومتنا ليس حظّاً سيئاً أو ظرفاً تكوينياً نادراً، بل هو نتيجةٌ مباشرة لحادثة ابتلاع جرت في فجر التاريخ الشمسي.

الخطوة التالية التي يرسمها Yildiz واضحة المعالم: «الخطوة التالية هي معرفة ما إذا كان بالإمكان الكشف عن هذه البصمات بصورة مستقلة». بعبارةٍ أخرى، الفرضية قابلةٌ للاختبار وهذا ما يجعلها علماً لا مجرّد تخمين. يمكن الاطّلاع على البيان الرسمي للبحث هنا، فيما يتوفّر النصّ الكامل للدراسة المنشورة في المجلة لمن يرغب في الغوص في التفاصيل التقنية.

ما يبقى مفتوحاً هو ما إذا كانت تقنيات الرصد الحالية قادرةً على الكشف المستقل عن هذه البصمات الكيميائية في أعماق الشمس وهو سؤالٌ قد تجيب عنه الأجيال القادمة من التلسكوبات والمسابر الشمسية، في وقتٍ تشهد فيه هليوسيزمولوجيا (علم زلازل الشمس) تطوّراً متسارعاً يجعل هذا الاحتمال أقرب مما كان عليه قبل عقد.