كوكب الكربون

الكوكب الكربوني هو نوع افتراضي من الكواكب يحتوي على نسبة كربون أعلى من نسبة الأكسجين . [ 1 ^{] الكربون هو} رابع أكثر العناصر وفرة في الكون من حيث الكتلة بعد الهيدروجين والهيليوم والأكسجين .

صاغ مارك كوتشنر وسارة سيجر مصطلح "الكوكب الكربوني" عام 2005، ودرسا هذه الكواكب بناءً على اقتراح كاثرين لودرز بأن كوكب المشتري تشكّل من نواة غنية بالكربون. ^{[ 2 ]} ومن الدراسات السابقة للكواكب ذات النسب العالية من الكربون إلى الأكسجين دراسة فيجلي وكاميرون عام 1987. ^{[ 3 ]} يمكن أن تتشكل الكواكب الكربونية إذا كانت الأقراص الكوكبية الأولية غنية بالكربون وفقيرة بالأكسجين . وتختلف هذه الكواكب في تطورها عن الأرض والمريخ والزهرة ، التي تتكون في الغالب من مركبات السيليكون والأكسجين. وتختلف نسب الكربون إلى الأكسجين بين الأنظمة الكوكبية المختلفة، حيث تُعد الكواكب الأرضية في النظام الشمسي أقرب إلى كونها "كواكب أكسجينية" بنسبة مولية للكربون إلى الأكسجين تبلغ 0.55 . ^{[ 4 ]} في عام 2020، كشف مسحٌ لـ 249 نجمًا قريبًا من النجوم الشبيهة بالشمس أن 12% منها تمتلك نسب كربون إلى أكسجين أعلى من 0.65، مما يجعلها مرشحةً لأنظمة كوكبية غنية بالكربون. ^{[ 5 ]} يُعد الكوكب الخارجي 55 Cancri Ae ، الذي يدور حول نجم مضيف بنسبة مولية للكربون إلى الأكسجين تبلغ 0.78، ^{[ 6 ]} مثالًا محتملًا لكوكب كربوني.

من المرجح أن يمتلك كوكب كهذا نواة غنية بالحديد، على غرار الكواكب الأرضية المعروفة . ويحيط بها كربيد السيليكون وكربيد التيتانيوم المنصهران . وفوق ذلك، طبقة من الكربون على شكل جرافيت ، وربما طبقة سفلية من الماس بسماكة كيلومترات إذا توفر ضغط كافٍ. خلال الثورات البركانية، من المحتمل أن يصعد الماس من باطن الكوكب إلى السطح، مما يؤدي إلى تكوين جبال من الماس وكربيد السيليكون. سيحتوي السطح على هيدروكربونات متجمدة أو سائلة (مثل القطران والميثان ) وأول أكسيد الكربون . ^{[ 7 ]} من الناحية النظرية، من الممكن وجود دورة مناخية على الكواكب الكربونية ذات الغلاف الجوي، شريطة أن يكون متوسط ​​درجة حرارة السطح أقل من 77 درجة مئوية. ^{[ 8 ]} 

مع ذلك، من المرجح أن تكون الكواكب الكربونية خالية من الماء ، إذ لا يمكن أن يتشكل الماء لأن أي أكسجين يصل من المذنبات أو الكويكبات سيتفاعل مع الكربون الموجود على سطحها. وسيتكون الغلاف الجوي لكوكب كربوني بارد نسبيًا بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون أو أول أكسيد الكربون مع كمية كبيرة من الضباب الدخاني الكربوني . ^{[ 8 ]}

من المتوقع أن تكون الكواكب الكربونية ذات قطر مماثل للكواكب السيليكاتية والمائية ذات الكتلة نفسها، مما قد يجعل التمييز بينها صعبًا. ^{[ 10 ]} قد توجد أيضًا نظائر للظواهر الجيولوجية على الأرض، ولكن بتراكيب مختلفة. على سبيل المثال، قد تتكون الأنهار من زيوت. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة بما يكفي (أقل من 350 كلفن)، فقد تتمكن الغازات من التخليق الضوئي الكيميائي إلى هيدروكربونات طويلة السلسلة، والتي قد تتساقط على السطح.

في عام 2011، ألغت وكالة ناسا مهمةً تُدعى TPF ، والتي كان من المُقرر أن تكون مرصدًا أكبر بكثير من تلسكوب هابل الفضائي، وكان من شأنها أن تُمكّن من رصد مثل هذه الكواكب. إذ من المُفترض أن تفتقر أطياف الكواكب الكربونية إلى الماء، ولكنها ستُظهر وجود مواد كربونية، مثل أول أكسيد الكربون.

تُعدّ فكرة الكواكب الكربونية مثيرةً للجدل. ويجب أن تتجاوز التكهنات حول الكواكب الكربونية المحتملة الأدلة التي تُشير إلى أن مثل هذه التكوينات غير مرجحة، استنادًا إلى القياسات ونماذج النظام الشمسي. تحتوي الكويكبات الصخرية الشمسية على كربون أقل بعشر مرات مما يُتوقع بناءً على وفرة الكربون في الكون. وهذا يُشير إلى أن حبيبات الكربون، بدلًا من أن تعكس ببساطة وفرة العنصر، تتحلل بنشاط أثناء تكوين الكويكبات. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

في أغسطس/آب 2011، أفاد ماثيو بايلز وزملاؤه من جامعة سوينبرن للتكنولوجيا في أستراليا أن النجم النابض بالمللي ثانية PSR J1719-1438 قد يكون له نجم مرافق ثنائي، PSR J1719−1438 b ، تحطم إلى كوكب أصغر بكثير يتكون في معظمه من الماس الصلب. واستنتجوا أن كوكبًا صغيرًا مرافقًا يدور حول النجم النابض ويُحدث جاذبية قابلة للرصد. وكشف فحص إضافي أنه على الرغم من صغر حجم الكوكب نسبيًا (قطره 60,000 كيلومتر  ، أي خمسة أضعاف حجم الأرض)، فإن كتلته تزيد قليلًا عن كتلة كوكب المشتري. وقد أعطت الكثافة العالية لـ PSR J1719−1438 b الفريقَ دليلًا على تركيبه المحتمل من الكربون والأكسجين، وأشارت إلى الشكل البلوري لهذه العناصر. ^{[ 15 ]} ومع ذلك، يُفترض أن هذا "الكوكب" هو بقايا قزم أبيض متبخر ، أي أنه ليس سوى النواة الداخلية المتبقية. وفقًا لبعض تعريفات الكوكب، فإن هذا لا يُعتبر كوكبًا لأنه تشكل كنجم. ^{[ 16 ]}

على مسافةيقع النجم النابض PSR J2222−0137 على بُعد 267 +1.2 −0.9 فرسخ فلكي (حوالي 870 سنة ضوئية)، ^{[ 17 ]} وهو نجم نابض ثنائي متوسط ​​الكتلة قريب ، ويرافقه نجم نيوتروني منخفض الكتلة وقزم أبيض (PSR J2222−0137 B). يتميز القزم الأبيض بكتلة كبيرة نسبيًا تبلغ 1.319 ± 0.004 _{كتلة شمسية} [ ^{18 ] ودرجة} حرارة أقل من 3000 كلفن، ^{[ 17 ]} مما يعني أنه من المحتمل أن يكون متبلورًا، وهو ما يفسر وصف هذا القزم الأبيض، الذي يُعادل حجمه حجم الأرض، بأنه "نجم ماسي". ^{[ 19 ]}  

• ألماس من خارج الأرض
• كوكب الهيليوم ، وهو شكل آخر من أشكال الأقزام البيضاء التي فقدت كتلتها وأصبحت كوكبًا
• قزم أسود
• كوكب نابض
• الكوكب الحديدي
• كوكب محيطي
• WASP-12b
• WASP-103b

• ثان، كير (7 يونيو 2006). "قد تحتوي كواكب النجوم على جبال من الماس" . Space.com .