لماذا يكون "لكواكب المشتري الحارة"مدارات غريبة؟

تدور الكواكب العملاقة الغريبة المعروفة باسم كواكب المشتري الحارة ، حول نجومها بمدارات أقرب من مدار عطارد حول الشمس . و لكن غموض نشأة كواكب المشتري الحارة زاد عمقاً عندما اكتشف الفلكيين مؤخراً أن هذه المدارات الحارقة تميل بشكل غريب بالمقارنة مع خطوط استواء النجوم المحيطة بها. أي أن محور دوران مدار الكوكب يميل عن محور دوران النجم حول نفسه كما نرى في الصورة. ربما توصل العلماء لحل يوضح لماذا تملك هذه الكواكب مداراتٍ غريبة - فعندما تقترب هذه العوالم العملاقة من نجومها ، تجبر هذه النجوم على التمايل العشوائي .

كواكب المشتري الساخنة عبارة عن كواكب غازية عملاقة ، تشبه كوكب زحل أو المشتري ، مداراتها قريبة جداً من نجومها ، تعادل تقريبا عشر المسافة بين عطارد و الشمس ، حوالي 1 بالمئة من النجوم الشبيهة بالشمس تستضيف كوكباً ساخناً من هذا النوع.

اكتشف الفلكيون هذه الكواكب الساخنة منذ حوالي 20 عام ، و هي واحدة من العوالم الغريبة التي شاهدها العلماء منذ ذلك الحين ،وذلك لأن حجم هذه الكواكب الخارجية العملاقة وقربها من نجومها الأم يجعلها تؤثر بقوة جذب كبيرة على نجومها المضيفة ،ما يسهل على الباحثين ملاحظتها . الدراسات السابقة وجدت أن كواكب المشتري الساخنة لا يمكن أن تكون قد نشأت حيث نراها حالياً ، حيث أن التداخل بين جاذبية و اشعاع نجومها ، ستدمر أي محاولة لتكوين كواكب غازية عملاقة بالقرب منها .

بدلاً من ذلك اقترح العلماء أن كواكب المشتري الحارة نشأت بعيداً عن نجومها ثم قامت بالهجرة الى الداخل نتيجة قوة الجاذبية الناشئة مابين النجوم المرافقة والنجوم المضيفة الموجودة على بعد بضع مئات من الوحدات الفلكية ( الوحدة الفلكية : هي وسطي المسافة بين الشمس و الأرض و تساوي تقريبا 150مليون كيلومتر).

اقترحت الدراسات السابقة كذلك أنه عندما تهاجر هذه الكواكب مقتربة من النجوم المضيفة، عادة ما تنتهي بأن تدور حول مدار هذه النجوم ، مثلما تدور جميع كواكب المجموعة الشمسية حول الشمس ، لكن في السنوات الخمس أو الأربع السابقة اكتشف الفلكيون أن أكثر من نصف كواكب المشتري الحارة التي تمت رؤيتها حتى الأن تملك مدارات مائلة بشكل غامض. أي أنها مائلة بالنسبة لخطوط استواء النجوم.

يعتقد العلماء أن هذه المدارات اللاهبة و المائلة نتجت عن الطريقة التي تقوم بها طواكب المشتري الحارّة بالتأثير على نجمها الأم ما يجعل هذه النجوم تتراقص بعشوائية أثناء هجرة هذا الكوكب للداخل .

وقال الباحث المشارك في الدراسة دونغ لاي، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كورنيل في إيثاكا، نيويورك :" نحن نصف كواكب المشتري الحارة بالكواكب عملاقة إلا أنها صغيرة جداً مقارنة مع النجوم المحيطة بها (أصغر بحوالي الف مرة ) و لكنه من المفاجئ أن كوكباً مثله يمتلك مثل هذا التأثير المثير على دوران النجم" .

عندما يولد النجم وكواكبه من نفس القرص الدوار والمكون من الغاز والغبار تدور جميعها بنفس الطريقة بشكل عام وتكون مستويات مدارات الكواكب موازية تقريبا لخط استواء النجم. أما اذا كان النجم ضمن نظام ثنائي فان تأثير الجاذبية من النجم المرافق يمكن أن يجعل الكوكب يهاجر الى الداخل ويؤثر على دوران النجم المركزي. في المحاكاة الحاسوبية التي تضمنت كواكب مختلفة الكتلة،ونجوم ذات معدلات دوران متنوعة، وجد العلماء أنه عندما يقترب كوكب من النجم المضيف له ، يمكنه أن يدفع محور دوران النجم إلى التمايل بشكل معقد و غير متوقع . و ضيف لاي أنهم لم يكونوا يتوقعون هذا السلوك العشوائي .

يشبه التغير العشوائي لمحور دوران هذه النجوم ظواهر عشوائية أخرى توجد في الطبيعة مثل الطقس و المناخ ، حيث تتغير النتيجة بشكل كبير بسبب أي تغيير صغير في الظروف الابتدائية ، أو ما يسمى" بتأثير الفراشة" أو butterfly effect . كما يمكننا أن نجد سلوكاً عشوائياً في اتجاه محور دوران كوكب المريخ . فالطريقة التي تغير فيها محور دوران كوكب المريخ بمرور الزمن كان لها تأثير كبير على مناخه.

تم نشر تفاصيل الدراسة السابقة التي قام بها لاي وطالبتيه نتاليا ستروتش وكساندرا آندرسون في مجلة Science.

المصدر: هنا

حقوق الصورة: Cornell University/N.Storch، K.Anderson، D.Lai