المعادن موجودة في كل مكان في الكون، من الكواكب العملاقة الغازية الساخنة التي تمطر الحديد المنصهر إلى العناصر الثقيلة التي تتشكل عندما تتحول النجوم إلى مستعرات أعظم. ومع ذلك، فإن الكوكب الخارجي GJ367b أفضل منهم جميعًا لأن هذا الكوكب مصنوع بالكامل من المعدن. GJ367b هو كوكب متطرف. يدور "عطارد الفائق" حول نجمه كل 7.7 ساعة، وقد اكتشفه لأول مرة صائد الكواكب TESS التابع لناسا في عام 2015.
الآن، قام علماء من جامعة تورينو في إيطاليا وجامعة ولاية تورينجيا في ألمانيا بإجراء أحدث قياسات للكوكب باستخدام مطياف HARPS التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي وملاحظات TESS الأولية. ووجدوا أن كثافة الجسم تبلغ ضعف كثافة الأرض تقريبًا، مما يشير إلى أنه من المحتمل أنه مصنوع من الحديد الصلب.
على الرغم من أن GJ367b أصبح الآن كوكبًا حديديًا صلبًا، إلا أنه ربما كان في يوم من الأيام قلب كوكب صخري قديم.
وقال العلماء في دراسة حديثة نشرت في مجلة The Astrophysical Journal Letters: "بفضل تقديراتنا الدقيقة للكتلة ونصف القطر، استكشفنا التركيب والبنية الداخلية المحتملة لـ GJ367b ووجدنا أنه من المتوقع أن يحتوي على نواة حديدية. ومع ذلك، فإن النواة الحديدية تشغل أكثر من 90% من سطح الكوكب".
عندما تم اكتشاف GJ367b، كان مجرد كوكب خارجي آخر في نظام نجمي بعيد. ونظرًا لأن فرق الحجم بينه وبين النجم ليس كبيرًا، فمن السهل نسبيًا على TESS التعرف عليه. عندما ينخفض سطوع النجم، سيلتقط TESS كوكبًا خارج المجموعة الشمسية يتفوق على النجم لأن ضوءه محجوب مؤقتًا بواسطة كوكب. هناك عدة عوامل تجعل GJ367b أكثر وضوحًا. على الرغم من أنها لا تزال صغيرة مقارنة بالنجوم، إلا أنها ليست صغيرة مثل الأرض مقارنة بالشمس، لذا فهي تحجب المزيد من الضوء أثناء العبور. كما أنه يدور بشكل قريب جدًا وسريع بشكل لا يصدق.
ولكن ما هي مصنوعة من ليس واضحا جدا. إن العثور على كثافة الجسم بناءً على كتلته ونصف قطره يسمح للعلماء بفهم تركيبته. قام TESS بقياس نصف قطر GJ367b بناءً على مقدار حجبه للضوء. ولتحديد كتلة الكوكب، استخدم العلماء قياسات السرعة الشعاعية اللاحقة، والتي تكتشف قوة جاذبية الكوكب على نجمه المضيف.
كثافة GJ367b مذهلة، فهي تعادل 1.85 مرة كثافة الأرض، وهي في الأساس نفس كثافة الحديد. وهو الآن الكوكب الأكثر كثافة مع أقصر فترة مدارية معروفة، والأكثر كثافة على كوكب عطارد. ولكن كيف يمكن لكوكب بأكمله أن يتكون من الحديد فقط؟
وقال العلماء في نفس التقرير البحثي: "من غير الواضح حاليًا كيف تشكلت الكواكب منخفضة الكتلة وعالية الكثافة مثل GJ367b. وقد تتضمن المسارات المحتملة التكوين من مواد أكثر ثراءً بالحديد مما يُعتقد عمومًا في أقراص الكواكب الأولية".
ولكن هناك العديد من السبل الأخرى الممكنة. تعتمد جميع سيناريوهات التكوين الأكثر احتمالية على حقيقة أن GJ367b كان في يوم من الأيام كوكبًا صخريًا، على عكس الأرض أو المريخ. الكوكبان المرافقان له يدوران في مدارات أبعد وهما أيضًا صخريان، لذلك قد تكون الثلاثة جميعها قد تشكلت بنفس الطريقة. ومع ذلك، كان لدى GJ367b تاريخ فريد منذ ذلك الحين، حيث تختفي طبقاته الصخرية الخارجية تدريجيًا حتى يبقى قلبه الداخلي فقط تقريبًا.
ربما تم تجريد الطبقات الخارجية لـ GJ367b في تصادم أو سلسلة من الاصطدامات، وهو ما يُعتقد أنه حدث لعطارد. إذا اصطدم به جسم ما، أو ما يكفي من الأشياء، بالكتلة المناسبة وسرعة الاصطدام، فمن الممكن أن تتحرر الطبقات الصخرية وتختفي.
والاحتمال الآخر هو أن GJ367b واجه إشعاعًا مكثفًا أثناء دورانه بالقرب من نجمه، مما أدى إلى حرق كل شيء آخر باستثناء قلبه الحديدي الصلب. ربما تكون المادة الخارجية قد تسامت ثم اختفت في الفضاء. وربما يكون GJ367b قد تعرض أيضًا لمزيج من الاصطدام والإشعاع ليصبح الكوكب المعدني الذي هو عليه اليوم.
إن كيفية الاقتراب من النجم في المقام الأول هي أيضًا لغزًا لم يتم حله، نظرًا لأنه من غير المرجح أن يكون قد تشكل هناك. ويعتقد العلماء أن تفاعلات الجاذبية مع الكواكب الأخرى ربما تسببت في هجرتها إلى الداخل من حيث تشكلت.
مزيد من الدراسة لهذا الكوكب قد تخبرنا في النهاية بالمزيد عن كيفية تشكل وتطور الكواكب الصخرية والكواكب ذات الفترات المدارية القصيرة.