توصلت دراسة جديدة إلى أن الغلاف الجوي الكثيف والعاصف لكوكب الزهرة هو السبب في أن اليوم على هذا الكوكب الحارق أطول من عام.
والزهرة عالم غريب وغير مضياف، وهو بحجم الأرض، ويدور حول الشمس في نحو ثلثي المسافة بين كوكبنا والنجم.
ويحيط بالكوكب غلاف جوي كثيف وسام من ثاني أكسيد الكربون وحمض الكبريتيك، ويواجه ظاهرة الاحتباس الحراري الجامحة التي تدفع درجات الحرارة على سطحه إلى 900 درجة فهرنهايت (475 درجة مئوية) ما يمنع الحياة.
وهناك شيء آخر غريب في هذا العالم: بينما يكمل كوكب الزهرة مداره حول الشمس في 225 يوما أرضيا، يستغرق الكوكب 243 يوما ليدور حول محوره. ما يعني أن اليوم يستمر أكثر من عام على كوكب الزهرة.
وتشير دراسة جديدة أجراها عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا ستيفن كين الآن إلى أن الغلاف الجوي للزهرة السميك والعاصف قد يكون السبب.
وقال كين في بيان: "نعتقد أن الغلاف الجوي طبقة رقيقة ومنفصلة تقريبا على قمة كوكب لها تفاعل ضئيل مع الكوكب الصلب. الغلاف الجوي القوي لكوكب الزهرة يعلمنا أنه جزء أكثر تكاملا من الكوكب ويؤثر على كل شيء على الإطلاق، حتى في مدى سرعة دوران الكوكب".
ويقترح كين أنه من دون الغلاف الجوي، فإن دوران الزهرة سيتسارع إلى معدل يتناسب مع مداره حول الشمس، وهي ظاهرة تُعرف باسم الانغلاق المداري أو التقييد المدِّي.
وتخضع الأجرام السماوية المقيدة تدريجيا لتأثير الجاذبية لجسم أكبر بكثير. وتحافظ جاذبية الجسم الأكبر على تزامن فترة دوران الجسم الأصغر مع مداره حول الجسم الأكبر.
وهذا يعني أن الجسم الأصغر يكمل دورة واحدة في نفس الوقت تماما عندما يكمل مدارا واحدا: سنة واحدة تساوي يوما واحدا. ونتيجة لذلك، يواجه الجسم المغلق تدريجيا جاره الأكبر باستمرار من نفس الجانب. وربما يكون أفضل مثال معروف هو قمر الأرض.
ويحدث الانغلاق المداري على مدى فترات طويلة من الزمن. وقد يستغرق الأمر ملايين السنين حتى يتزامن العام مع اليوم.
وللتحقيق في سبب بطء دوران كوكب الزهرة، قام كين أولا بحساب المدة التي سيستغرقها كوكب مثل الزهرة للتقييد تدريجيا. وأخذ الحساب في الاعتبار حجم الجسمين وكتلتهما ومعدلات الجاذبية والدوران.
واكتشف أنه في الواقع، كان يجب أن يستغرق الأمر 6.5 مليون سنة فقط حتى يتم تقييد كوكب الزهرة تدريجيا. وهذا ليس سوى جزء صغير من 4.5 مليار سنة التي يوجد فيها النظام الشمسي.
ولذلك يجب أن يكون هناك سبب لعدم تطابق دوران كوكب الزهرة مع مداره حتى الآن، ويعتقد كين أن السبب هو الغلاف الجوي.
وقال كين في البيان إن "الرياح السريعة للغاية تتسبب في سحب الغلاف الجوي على طول سطح الكوكب أثناء دورانه، ما يؤدي إلى إبطاء دورانه مع تخفيف قبضة جاذبية الشمس".
ومن المفارقات أن الشمس نفسها تعمل كقوة تمكن الغلاف الجوي من كبح جماح المد والجزر، كما قال كين.
وقال كين: "إن جاذبية الشمس تريد تقييد كوكب الزهرة بشكل مدي تدريجيا، ومع ذلك، فإن الطاقة من الشمس توفر الكثير من ناقل الحركة في الغلاف الجوي للزهرة، ما يمنع الانغلاق المداري، لأنه يجعل الغلاف الجوي أكثر ديناميكية".
وقد يكون للكشف عن التفاعلات بين الغلاف الجوي للكوكب وتأثيره على الانغلاق المداري آثار تتجاوز كوكب الزهرة إلى حد بعيد.
ونظرا لأن صائدي الكواكب الخارجية، مثل تلسكوب جيمس ويب، يتعثرون عبر عوالم جديدة ومثيرة يحتمل أن تكون صالحة للسكن، يجادل كين بأن العلماء يجب أن يأخذوا في الاعتبار أن بعضهم يختبر الانغلاق المداري بشكل مشابه لكوكب الزهرة.
وقال كين: "أولا وقبل كل شيء، عندما ننظر إلى الكواكب الخارجية، نريد التأكد من أننا قادرون على التمييز بين كوكب مشابه للأرض وكوكب مشابه لكوكب الزهرة، ثم نريد أن نفهم تأثير الغلاف الجوي على الكوكب ومعدل دورانه".
ويشير كين أيضا إلى أن الأساليب الحالية للبحث عن الكواكب الخارجية هي "تقنيات غير مباشرة" ولا يمكن للباحثين رؤيتها بشكل مباشر و"استنتاج وجود الكوكب من تأثير ذلك على النجم".
وتأتي هذه الاستنتاجات من نماذج تستند إلى المعلومات المكتسبة من دراسة الكواكب في نظامنا الشمسي. ويمكن أن يساعد فهم أكبر قدر ممكن عن الكواكب القريبة من المد والجزر، مثل كوكب الزهرة، في معرفة المزيد عن الكواكب في أنظمة النجوم الأخرى التي قد تستضيف الحياة على الأرجح.
ونُشرت الدراسة في 20 أبريل في مجلة Nature Astronomy.