في هذه المدونة، سنفحص الشكل الفريد وأصل PSR J2322-2650b، الذي تم اكتشافه وهو يدور حول نجم نابض، وسنستكشف إمكانية ما إذا كان هذا الجسم السماوي مجرد كوكب أو بقايا متبقية بعد انهيار نجم.
لطالما اعتُقد أن الكواكب كروية الشكل. ولا تقتصر هذه الظاهرة على كواكب مجموعتنا الشمسية، بما فيها الأرض، بل تشمل أيضاً جميع الكواكب الخارجية المكتشفة حتى الآن تقريباً. ولكن ماذا لو وُجد كوكبٌ مُستطيل ومُفلطح، يُشبه الليمونة؟ يُشكّل الكوكب PSR J2322-2650b، الذي اكتُشف على بُعد حوالي 2,000 سنة ضوئية من الأرض، تحدياً لفهمنا التقليدي للكواكب. فغلافه الجوي غنيٌّ بالكربون، بل يُشاع أن الماس قد تشكّل تحت ضغط هائل داخل نواته. وقد نُشرت هذه النتائج، استناداً إلى تحليل بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا، أجراه باحثون من جامعة شيكاغو، في مجلة *رسائل الفيزياء الفلكية*.
تتخذ الكواكب شكلاً كروياً لأن جاذبيتها الذاتية تؤثر بشكل شبه منتظم من جميع الاتجاهات، جاذبةً المادة نحو المركز. تعمل هذه القوة الجاذبية تدريجياً على تسوية التضاريس على السطح، مُشكّلةً الجرم السماوي إلى كرة. تُظهر الأرض أيضاً انتفاخاً طفيفاً عند خط الاستواء نتيجة دورانها، لكن الفرق بين قطريها الاستوائي والقطبي لا يتجاوز 0.3%. مع ذلك، ينحرف الكوكب PSR J2322-2650b عن هذه القاعدة العامة. وفقاً للنموذج النظري لفريق البحث، يُقدّر أن الكوكب مُستطيل بنحو 38% في الاتجاه الاستوائي مقارنةً بقطره القطبي، مما يُعطيه شكلاً يُشبه الليمونة أو كرة الرجبي. سبب هذا التشوه الشديد هو أن الكوكب يدور حول نجم نابض وليس نجماً عادياً. النجم النابض هو نجم نيوتروني مُتبقٍ بعد انفجار مستعر أعظم - وهو جرم سماوي شديد الكثافة بكتلة تُقارب كتلة الشمس، مُضغوط إلى درجة هائلة. أثناء دورانه السريع، يُصدر النجم النابض حزمًا راديوية قوية باتجاه قطبيه المغناطيسيين؛ وكلما مرت هذه الحزم بالقرب من الأرض، تصل إشارات على فترات منتظمة. ولأن دورة هذه الإشارات مستقرة للغاية، تُسمى النجوم النابضة "أدق الساعات في الكون".
تم الكشف عن وجود النجم النابض PSR J2322-2650b لأول مرة من خلال تقلبات طفيفة في هذه "الساعة الكونية". خلال تحليل مفصل لبيانات رصدية من تلسكوب باركس الراديوي في أستراليا عام 2017، اكتشف الباحثون أن وقت وصول الإشارات الراديوية يتقدم ثم يتأخر تدريجيًا في دورة مدتها حوالي 7.75 ساعة. فسر فريق البحث ذلك على أنه دليل على أن جاذبية جسم مرافق غير مرئي تتسبب في تذبذب النجم النابض، ونتيجة لذلك، تم الكشف عن وجود هذا الجسم بحجم كوكب. يدور الكوكب في مدار قريب جدًا، على بعد حوالي 1.6 مليون كيلومتر من النجم النابض، أي ما يعادل 1% فقط من المسافة بين الأرض والشمس. عند هذه المسافة القريبة، لا يمكن لجاذبية النجم النابض أن تؤثر بشكل متساوٍ على الكوكب بأكمله؛ بل إن الفرق في قوة الجاذبية بين الجانب المواجه للنجم النابض والجانب المقابل - المعروف بقوى المد والجزر - هو ما يُحدث تأثيرًا كبيرًا. ونتيجة لذلك، يبدو أن الكوكب قد تشوه إلى شكله غير المتماثل الحالي بسبب قوى التمدد المستمرة التي تعمل في اتجاه واحد.
علاوة على ذلك، يُكمل الكوكب دورة كاملة حول نجمه كل 7.75 ساعة تقريبًا، وفترة دورانه حول محوره ثابتة، مما يعني أنه في حالة تزامن مدّي حيث يواجه نفس الوجه النجم النابض دائمًا. تشبه هذه الظاهرة كيف يُظهر القمر دائمًا نفس الوجه للأرض؛ ونتيجة لذلك، يتعرض أحد جانبي الكوكب لجاذبية قوية باستمرار، بينما يبقى الجانب الآخر ممتدًا للخارج.
يُعدّ غلافه الجويّ غير مألوفٍ للغاية. فبحسب البيانات الرصدية، رُصدت إشاراتٌ للكربون الجزيئيّ -المكوّن من ذرتين أو ثلاث ذرات كربون- بدلًا من الهيدروجين والهيليوم الموجودين عادةً في أغلفة الكواكب الخارجية. ويوضح فريق البحث أنّه في مثل هذه البيئة، قد تتجمّع جزيئات الكربون الدقيقة لتُشكّل موادّ شبيهة بالسخام، وفي ظلّ ظروف الضغط الهائلة في النواة، قد يتحوّل الكربون إلى بنيةٍ شبيهةٍ بالماس. كما أنّ البيئة الفيزيائية قاسيةٌ للغاية. إذ تُقدّر درجة الحرارة على الجانب المواجه للنباض بآلاف الدرجات، ومن المرجّح أن يحافظ الجانب الآخر على درجات حرارةٍ تبلغ مئات الدرجات أو أكثر. وتُؤدّي هذه الفروقات الشديدة في درجات الحرارة وتدفّق الطاقة غير المتناظر إلى تياراتٍ جويةٍ قويةٍ داخل الكوكب، ممّا قد يُؤدّي إلى تكوين تياراتٍ غربيةٍ قويةٍ تتدفّق في الاتجاه المعاكس لدوران الكوكب.
على الرغم من أن أصل هذا الكوكب لم يُحدد بشكل قاطع بعد، إلا أن التفسير الأكثر ترجيحًا هو فرضية "نبض الأرملة السوداء". تفترض هذه النظرية أن النبض امتص تدريجيًا نجمًا مرافقًا قريبًا، مما أدى إلى فقدانه جزءًا من كتلته. من المحتمل أن يكون PSR J2322-2650b نجمًا صغيرًا في الأصل مكونًا من الهيليوم، ولكنه فقد معظم كتلته بسبب الإشعاع المكثف والرياح الجسيمية المنبعثة منه، ليتقلص إلى حجمه الحالي الذي يُشبه حجم الكوكب. إذا صحت هذه الفرضية، فلن يكون هذا الجرم السماوي مجرد كوكب عادي، بل سيُصنف ضمن فئة جديدة: "بقايا نجم".
شهدت الماضي حالات أخرى تحدت تعريف الكوكب نفسه. ففي عام 1992، اكتشف الفلكيان ألكسندر وولشتشان وديل فرايل أول كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول النجم النابض PSR B1257+12، الذي يبعد حوالي 2,300 سنة ضوئية عن الأرض. في ذلك الوقت، كان من شبه المستحيل تصور وجود كوكب في البيئة القاسية التي تعقب انفجار مستعر أعظم، ولكن على مدى الثلاثين عامًا الماضية، تجاوز عدد الكواكب الخارجية المكتشفة 5,000 كوكب. ومع ذلك، تبقى الكواكب المكتشفة حول النجوم النابضة حالات نادرة، إذ تُدمر معظم الأنظمة الكوكبية الموجودة خلال عملية انفجار المستعر الأعظم. ورغم أن دراسة أجريت عام 2022 باستخدام تلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب CHEOPS كشفت أن WASP-103b له شكل مسطح يشبه كرة الرجبي، إلا أن تشوه PSR J2322-2650b أكثر حدة بكثير. وهذا يدل على أن البيئة الفريدة للنباض يمكن أن تحطم حتى المفهوم الشائع منذ فترة طويلة بأن "الكواكب كروية".
لا تزال العديد من الأسئلة بلا إجابة. ستحتاج عمليات الرصد والبحوث المستقبلية إلى تحديد كيفية تشكّل الغلاف الجوي الفريد لهذا الكوكب، وما إذا كان ناتجًا عن تشوّه بفعل النجم النابض أم أنه كان جسمًا ذا خصائص غير عادية منذ البداية. في مقابلة، صرّح مايكل تشانغ، أستاذ علم الفلك في جامعة شيكاغو الذي قاد الدراسة، قائلاً: "يُعدّ PSR J2322-2650b أكثر الكواكب تسطّحًا التي تم تأكيدها حتى الآن"، مضيفًا: "بل قد يكون نوعًا جديدًا من الأجرام السماوية لم يُسمَّ بعد". في نهاية المطاف، يتجاوز هذا الكوكب مجرد اكتشاف بسيط؛ فهو يُقدّم أدلة حاسمة تُجبرنا على إعادة النظر في مفهوم "الكوكب" كما نعرفه.
