“نبتون الساخن” كوكب خارجي وُجد أنه يحتوي على ثاني أكسيد الكبريت في غلافه الجوي، وهو غلاف جوي يتدفق أيضًا إلى الفضاء بينما يدور الكوكب فوق أقطاب نجمه في مدار شديد الانحدار كل ثلاثة أيام وثلث.
وجود ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي للكوكب الخارجي المسمى GJ 3470b ويقع في 96 سنة ضوئية من أرض، جاءت بمثابة صدمة عندما رصدتها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).
“لم نعتقد أننا سنرى ثاني أكسيد الكبريت على كواكب صغيرة بهذا الحجم، ومن المثير رؤية هذا الجزيء الجديد في مكان لم نتوقعه، لأنه يمنحنا طريقة جديدة لمعرفة كيفية تشكل هذه الكواكب.” وقال توماس بيتي من جامعة ويسكونسن، ماديسون في أ إفادة. “والكواكب الصغيرة مثيرة للاهتمام بشكل خاص، لأن تركيباتها تعتمد حقًا على كيفية حدوث عملية تكوين الكواكب.”
كل شيء عن GJ 3470b يخبرنا أن لديه تاريخًا رائعًا وحافلًا بالأحداث.
الكواكب تتشكل على شكل قرص من الغاز والغبار يدور حول مستوى يتماشى مع محور دوران النجم. في لدينا النظام الشمسي، يمكننا أن نرى الدليل على هذا القرص في أن جميع الكواكب منه الزئبق ل نبتون المدار في مستوى مسير الشمس. من ناحية أخرى، يتبع GJ 3470b مسارًا يميل بمقدار 89 درجة إلى محور دوران برودته. القزم الأحمر نجمة. بمعنى آخر، إنه يدور في مدار شديد الانحدار فوق أقطاب النجم. لا تتشكل الكواكب عادةً في مثل هذه المدارات.
متعلق ب: لماذا يوجد عدد قليل جدًا من الكواكب الخارجية “نبتون الساخنة”؟
بكتلة أكبر بـ 13.9 مرة من كتلة الارضوقطرها حوالي 40% أن كوكب المشتري، GJ 3470b عبارة عن كيس غاز منتفخ. عندما تكون مثل هذه العوالم قريبة من نجمها، يطلق عليها علماء الفلك اسم “نبتون الساخنة”. تبلغ درجة حرارة الغلاف الجوي للكوكب GJ 3470b 325 درجة مئوية (617 درجة فهرنهايت)؛ ودرجة حرارة نبتون في نظامنا الشمسي هي -200 درجة مئوية (-330 درجة). فهرنهايت).
النماذج الحالية لتكوين الكوكب تصف كيف عمالقة الغاز عادة ما تتشكل بعيدًا عن نجمها الكواكب الصخريةفي الأعماق الباردة حيث يكون الغاز أكثر وفرة. ومع ذلك، يدور GJ 3470b على مسافة 5.3 مليون كيلومتر (3.3 مليون ميل) فقط من نجمه. وللمقارنة، عطارد، الكوكب الأقرب إلينا شمس، يدور على مسافة متوسطة تبلغ 58 مليون كيلومتر (36 مليون ميل) من نجمنا، على الرغم من أن أنظمة الأقزام الحمراء عادة ما تكون أصغر حجمًا مقارنة بنظامنا الشمسي.
عادة، نتوقع أن يكون GJ 3470b قد تشكل في مكان أبعد ثم هاجر إلى الداخل نتيجة للتفاعلات مع قرص نجمه الذي يشكل الكوكب. وفي الوقت نفسه، يشك العلماء عادة في أن العالم قد تم دفعه خارج المستوى المداري عن طريق تفاعل الجاذبية مع كوكب آخر، أو ربما حتى الاضطراب الناجم عن مرور نجم قريب.
ومع ذلك، فإن مزيج الغلاف الجوي للكوكب يوحي بخلاف ذلك.
على الرغم من اكتشاف تلسكوب جيمس ويب الجزيئي للجزيئات بداخله، مثل ثاني أكسيد الكبريت، إلا أن الغلاف الجوي لـ GJ 3470b لا يزال يتكون بأغلبية ساحقة من الهيدروجين والهيليوم، حتى أكثر من الكواكب الغازية في نظامنا الشمسي – وهي حقيقة تم تمييزها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في عام 2019. لذا، طرح التفسير هو أن GJ 3470b تشكل بالفعل بالقرب من نجمه ككوكب صخري قبل أن يتراكم غلافًا جويًا سميكًا تقريبًا من الهيدروجين والهيليوم النقي – ولكن في الوقت الحالي، هذه مجرد فرضية. ولهذا السبب يعد اكتشاف تلسكوب جيمس ويب الفضائي لثاني أكسيد الكبريت أمرًا مهمًا للغاية، لأن وجوده يمكن أن يساعد في التمييز بين النظريات المختلفة حول كيفية تشكل الكوكب.
تم اكتشاف اكتشاف ثاني أكسيد الكبريت بفضل حقيقة عبور GJ 3470b لنجمه، مما يسمح لعلماء الفلك بإجراء ما يسمى “التحليل الطيفي للإرسال”. بينما يضيء الضوء الصادر من نجمه الأم عبر الغلاف الجوي للنجم GJ 3470b، تمتص الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي للعالم بعضًا من ضوء النجم، تاركة خطوط امتصاص داكنة في طيف النجم.
ومع ذلك، فإن اكتشاف خطوط الامتصاص هذه أمر صعب، خاصة بالنسبة لنبتون الساخن الذي من المحتمل أن يكون مغطى بضباب لا ملامح له.
وقال بيتي: “الأمر هو أن الجميع ينظرون إلى هذه الكواكب وغالباً ما يرون خطوطاً مسطحة”. “لكن عندما نظرنا إلى هذا الكوكب، لم نحصل على خط مستقيم.”
بدلًا من ذلك، كان تلسكوب جيمس ويب الفضائي قادرًا على تأكيد خطوط الامتصاص من ثاني أكسيد الكربون والميثان وبخار الماء، وبالفعل كشف ثاني أكسيد الكبريت في المنطقة لأول مرة. وقت. وهذا يجعل GJ 3470b في الواقع أخف وأبرد كوكب خارج المجموعة الشمسية معروف حتى الآن بوجود ثاني أكسيد الكبريت في غلافه الجوي. وكانت الاكتشافات السابقة مرتبطة بأجواء كوكب المشتري الحارة بدرجات حرارة تزيد عن ألف درجة مئوية (1830 درجة فهرنهايت).
قال بيتي: “إن اكتشاف ثاني أكسيد الكبريت في كوكب صغير مثل GJ 3470b يمنحنا عنصرًا مهمًا آخر في قائمة مكونات تكوين الكوكب”.
ويعتقد الفريق أن الكبريت ربما بدأ كمكون في كبريتيد الهيدروجين. ومع ذلك، نظرًا لأن GJ 3470b يدور بالقرب من نجمه، فإن الضوء فوق البنفسجي المنبعث من الجسم النجمي يحزم ضربة قوية بما يكفي لتفكيك جزيئات الغلاف الجوي بسهولة، مما يؤدي إلى نوع من المخض الكيميائي الذي يتشكل من المكونات الجزيئية المحطمة التي تتحد مع غيرها. الذرات والجزيئات. ذرة الكبريت مجتمعة مع ذرتين من الأكسجين تشكل ثاني أكسيد الكبريت.
قصص ذات الصلة:
– اكتشف التلسكوب الفضائي التابع لوكالة ناسا كوكبًا خارجيًا بحجم الأرض وهو “ليس مكانًا سيئًا” للبحث عن الحياة
– يكشف كتالوج ناسا الضخم الجديد للكواكب الخارجية عن 126 عالمًا متطرفًا وغريبًا
– اكتشف صائد الكواكب الخارجية التابع لوكالة ناسا عالمًا “غريبًا” ينجو من القصف المتواصل لنجم – يُسمى فينيكس
ومع ذلك، فإن النجم الأم للكوكب لا يقوم فقط بتكسير جزيئات الغلاف الجوي؛ ويمكن تجريد الهيدروجين المتحرر من تلك الجزيئات من الكوكب بالكامل. وبالتالي فإن GJ 3470b هو حرفيًا تبخر أمام أعيننا، تهب الرياح النجمية تدريجيًا على غلافها الجوي بعيدًا فضاء، تاركًا وراءه تيارًا من غاز الهيدروجين. وبالفعل، فقد الكوكب ما يقدر بنحو 40% من كتلته الأصلية.
إن وجود ثاني أكسيد الكبريت في غلافه الجوي، والمدار المائل الذي لا يزال غير مفسر، وفقدان الكتلة الذي يغير بشكل كبير GJ 3470b إلى الأبد، هي أدلة مهمة حول أصل هذا الكوكب الغريب والرائع، وفقًا لبيتي.
وقال: “تلك خطوات مهمة في الوصفة التي خلقت هذا الكوكب بالتحديد، ويمكن أن تساعدنا في فهم كيفية صنع الكواكب المشابهة له”.
قدم بيتي النتائج في الاجتماع 244 للجمعية الفلكية الأمريكية في 10 يونيو، وتم قبولها للنشر في مجلة Astrophysical Journal Letters.