تلسكوب هابل يرصد الماء حول كوكب خارجي صغير حار ومشبع بالبخار في “اكتشاف مثير”

اكتشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب هابل الفضائي أن الغلاف الجوي لكوكب صغير نسبيا خارج المجموعة الشمسية غني ببخار الماء. ومع ذلك، لا تخطط لقضاء إجازة في هذه الوجهة حتى الآن. سطح الكوكب ساخن بدرجة كافية لإذابة الرصاص، مما يعني أنه عالم مشبع بالبخار وغير مضياف للحياة كما نعرفها.

وبشكل أكثر تحديدًا، يقول الفريق الذي يقف وراء هذا الاكتشاف إن الكوكب خارج المجموعة الشمسية، أو الكوكب الخارجي، المسمى GJ 9872d يُظهر درجات حرارة تشبه كوكب الزهرة تبلغ 752 درجة فهرنهايت (400 درجة مئوية). لكن هذا لا يجعل هذا الاكتشاف أقل إثارة.

على الرغم من أن العلماء اكتشفوا بخار الماء في الغلاف الجوي للعديد من الكواكب خارج المجموعة الشمسية من قبل، فإن ملاحظات تلسكوب هابل لهذا العالم الحار والبخاري، المسمى GJ 9827d، تمثل أصغر كوكب خارجي تم العثور حوله على هذا العنصر الحيوي للحياة حتى الآن.

قالت لورا كريدبيرج، عضو الفريق ومديرة قسم فيزياء الغلاف الجوي للكواكب الخارجية بمعهد ماكس بلانك لعلم الفلك، لموقع Space.com: “إن اكتشاف الماء على كوكب GJ 9827d أمر مثير لأنه أصغر كوكب حتى الآن حيث اكتشفنا غلافًا جويًا”. “إنها تقترب أكثر من أي وقت مضى من توصيف عوالم تشبه الأرض حقًا.”

متعلق ب: يحتوي الكوكب الخارجي المكتشف حديثًا والذي يبلغ حجمه حجم الأرض على جانب من الحمم البركانية شديدة الحرارة

يبلغ عرض GJ 9827d حوالي ضعف عرض الأرض ويدور حول نجم يسمى GJ 987، والذي يقع على بعد حوالي 97 سنة ضوئية منا باتجاه كوكبة الحوت. وهذا الكوكب هو مجرد واحد من ثلاثة عوالم شبيهة بالأرض تدور حول هذا النجم، الذي يبدو أن عمره حوالي 6 مليارات سنة.

يقول بيورن بينيكي، عضو الفريق والعالم في معهد تروتييه لأبحاث الكواكب الخارجية في الجامعة: “ستكون هذه هي المرة الأولى التي يمكننا فيها أن نظهر بشكل مباشر من خلال الكشف الجوي، أن هذه الكواكب ذات الأجواء الغنية بالمياه يمكن أن توجد بالفعل حول نجوم أخرى”. وقال دي مونتريال في بيان. “هذه خطوة مهمة نحو تحديد مدى انتشار وتنوع الأجواء على الكواكب الصخرية.”

ولكن يبقى سؤال رئيسي: ما هو نوع الكوكب GJ 9872d؟

وقال كريدبيرج: “إن طبيعة هذه الكواكب الصغيرة، التي يتراوح حجمها بين ضعفي وثلاثة أضعاف حجم الأرض، غير مؤكدة حقًا”. “يمكن أن تكون أرضًا خارقة حقيقية، ذات نواة صخرية كبيرة وجو خفيف في الأعلى، أو يمكن أن تكون شيئًا مختلفًا تمامًا، مثل عالم مائي يتكون في الغالب من الجليد المائي الذي لا يوجد له نظير في نظامنا الشمسي”.

عالم الماء أم نبتون الصغير الغني بالهيدروجين؟

لاحظ هابل GJ 9827d لمدة ثلاث سنوات وشاهد العالم يعبر وجه نجمه، أو “يعبره”، 11 مرة. ولأن العناصر والمركبات الكيميائية تمتص الضوء بأطوال موجية مميزة، فعندما يمر الضوء من النجم الأم عبر الغلاف الجوي للكوكب، فإنه يحمل بصمات العناصر التي يتكون منها الكوكب نفسه.

حاليًا، علماء الفلك الذين يقفون وراء هذا الاكتشاف ليسوا متأكدين مما إذا كان هابل قد اكتشف كمية صغيرة من الماء في غلاف جوي منتفخ وغني بالهيدروجين عندما فحص GJ 9872d، أو إذا كان الغلاف الجوي للكوكب يتكون في الغالب من الماء.

وقال بيير ألكسيس روي، مؤلف البحث الرئيسي والعالم في معهد تروتييه لأبحاث الكواكب الخارجية في جامعة مونتريال: “ستكون أي من النتيجتين مثيرة، سواء كان بخار الماء هو السائد أو مجرد نوع صغير في جو يهيمن عليه الهيدروجين”. في البيان.

إذا كان GJ 9872d قد أمضى حياته البالغة 6 مليارات سنة بالقرب من نجمه الأم، فمن المفترض أن يؤدي الإشعاع المكثف إلى غليان أي هيدروجين بدائي، تاركًا الكوكب الصغير بغلاف جوي يهيمن عليه بخار الماء. ويبدو أن هذا مدعوم بحقيقة أن محاولات اكتشاف الهيدروجين حول GJ 9872d قد فشلت حتى الآن.

وبدلاً من ذلك، إذا كان GJ 9872d لا يزال متمسكًا بغلاف غني بالهيدروجين ومملوء بالماء، فسيتم تصنيفه على أنه كوكب نبتون صغير، وهو نوع من الكواكب أقل كتلة من نبتون ولكنه لا يزال يشبه العملاق الجليدي في النظام الشمسي في امتلاك غلاف جوي سميك. من الهيدروجين والهيليوم.

من ناحية أخرى، يمكن أن يشبه الكوكب الخارجي نسخة أكبر وأكثر سخونة من قمر المشتري أوروبا، والذي يعتقد أنه يحتوي على ضعف كمية المياه التي تحتويها الأرض تحت قشرة جليدية سميكة. وقال بينيكي: “يمكن أن يكون الكوكب GJ 9827d نصفه ماء ونصفه الآخر صخرة. وسيكون هناك الكثير من بخار الماء فوق جسم صخري أصغر”.

إذا كان GJ 9827d لا يزال يمتلك غلافًا جويًا سميكًا من بخار الماء، فهذا يعني أنه ولد بعيدًا عن نجمه – حيث كانت درجات الحرارة أقل – قبل الانتقال إلى الموقع الذي نراه اليوم.

كان من الممكن أن تؤدي هذه الهجرة إلى تعرض الكوكب الخارجي لمزيد من الإشعاع من نجمه المضيف، مما يحول الجليد المحتمل على GJ 9827d إلى ماء سائل وبخار ماء. أي هيدروجين موجود قد يسخن، ويبدأ في النهاية بالتسرب من الغلاف الجوي للكوكب بسبب الجاذبية المنخفضة نسبيًا في العالم؛ من الممكن أن يحدث هذا التسرب بينما يراقب علماء الفلك الكوكب الخارجي اليوم.

قصص ذات الصلة:

– أكثر 10 كواكب خارجية شبهاً بالأرض

– هناك عالمان شبيهان بالأرض يحتمل أن يكونا صالحين للسكن يدوران حول نجم في الفناء الخلفي للكون

– تم رصد كوكبين خارجيين من نوع “الأرض الفائقة” في المنطقة الصالحة للسكن لنجم قريب

وأضاف بينيكي: “حتى الآن، لم نتمكن من اكتشاف الغلاف الجوي لكوكب صغير كهذا بشكل مباشر. ونحن ندخل في هذا النظام ببطء الآن”. “في مرحلة ما، عندما ندرس الكواكب الصغيرة، يجب أن يكون هناك تحول حيث لا يوجد المزيد من الهيدروجين في هذه العوالم الصغيرة، ولها غلاف جوي أشبه بكوكب الزهرة، الذي يهيمن عليه ثاني أكسيد الكربون.”

حددت دراسة GJ 9827d مع هابل الكوكب كهدف رئيسي لتحقيق متابعة أجري باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST). هذا العمل جار بالفعل، حيث أن التلسكوب الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار قادر على تقديم المزيد من التفاصيل حول هذا العالم المائي المحتمل.

واختتم كريدبيرج قائلاً: “تمت مراقبة GJ 9827d باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمعرفة المزيد عن تكوين غلافه الجوي والبحث عن جزيئات إضافية مثل ثاني أكسيد الكربون”. “الملاحظات مستمرة، وسيكون لدينا المزيد من الإجابات قريبًا!

“نأمل أن نتمكن الآن من حل مسألة عوالم المياه مرة واحدة وإلى الأبد.”

نُشر بحث الفريق العام الماضي في مجلة The Astrophysical Journal Letters.