قد يفسر انخفاض مخزون الميثان بشكل مدهش كيف أصبح الكوكب المحيط بنجم قريب منتفخًا بشكل غريب، وفقًا لملاحظات جديدة من وكالة الفضاء الأوروبية. تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST). يقول علماء الفلك إن النتائج تظهر أن الأغلفة الجوية للكواكب يمكن أن تتضخم إلى كميات ملحوظة دون استخدام نظريات مقصورة على فئة معينة حول تكوين الكواكب.
“تخبرنا بيانات ويب أن الكواكب مثل WASP-107 b لم يكن من الضروري أن تتشكل بطريقة غريبة مع نواة صغيرة للغاية وغلاف غازي ضخم.” مايكل لاينوقال عالم الكواكب خارج المجموعة الشمسية في جامعة ولاية أريزونا في أ إفادة. “بدلاً من ذلك، يمكننا أن نأخذ شيئًا أشبه نبتون، مع وجود الكثير من الصخور وليس الكثير من الغاز، ما عليك سوى زيادة درجة الحرارة، ثم رفعها لتبدو كما هي.”
تم اكتشافه في عام 2017 من قبل اتحاد البحث واسع الزاوية عن الكواكب (WASP)، WASP-107 b، والذي يقع على بعد 200 كيلومتر تقريبًا. سنة ضوئية من أرض في ال كوكبة العذراء، وهو من بين أخف الكواكب الخارجية التي تم اكتشافها حتى الآن والتي يزيد عددها عن 5000 كوكب. على الرغم من كونها كبيرة الحجم تقريبًا كوكب المشتري، WASP-107 b يزن 12% فقط من وزنه عملاق الغازكتلته تعادل 30 كرة أرضية فقط. للسياق، كتلة المشتري الواحدة تساوي حوالي 318 كتلة الأرض. يقول الفريق إن هذا الكوكب منتفخ للغاية، لدرجة أن كثافته يمكن تشبيهها بحبة الخطمي المطهوة في الميكروويف.
متعلق ب: يعد كوكب حلوى القطن الموجود خارج المجموعة الشمسية ثاني أخف كوكب تم العثور عليه على الإطلاق
من الملاحظات السابقة لحجم WASP-107 b وكتلته وعمره، اشتبه علماء الفلك في أن الكوكب يمتلك نواة صخرية صغيرة يحيط بها خزان غني بغازي الهيدروجين والهيليوم. ومع ذلك، فشل مثل هذا السيناريو في تفسير الجرم السماوي المتضخم بشكل كامل، والذي، على الرغم من حقيقة أنه يدور حول نجمه على مسافة سُبع المسافة بينه وبين نجمه. الزئبق وشمسنا، لا تتلقى ما يكفي من الطاقة من نجمها لحساب كثافتها الشبيهة بالقطن. وبدلاً من ذلك، إذا كان قلب الكوكب يحتوي بالفعل على كتلة أكبر مما كان متوقعًا، يقول العلماء إن الغلاف الجوي قد تقلص مع انخفاض حرارة الكوكب. وقت، مما يعني أنه كان سيظهر أصغر مما لوحظ.
الآن، باستخدام بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي – بالإضافة إلى الملاحظات السابقة من تلسكوب الفضاء الفضائي تلسكوب هابل الفضائي – ربما تمكن فريقان مستقلان من علماء الفلك من حل اللغز. باختصار، اكتشفوا أن غاز الميثان الموجود في الغلاف الجوي للكوكب يمثل واحدًا على الألف مما يمكن توقعه في هذا العالم. ونظرًا لأن الميثان غير مستقر عند درجات الحرارة المرتفعة، يقول علماء الفلك إن الكمية المنخفضة بشكل مدهش هي دليل على أن الغاز الموجود في أعماق الكوكب “يختلط بقوة مع الطبقات الأكثر برودة في الأعلى”. ديفيد سينغ وقال الدكتور من جامعة جونز هوبكنز (JHU) في ماريلاند، والذي قاد إحدى الدراستين الجديدتين، في البيان. “حقيقة أننا اكتشفنا القليل جدًا، على الرغم من أننا اكتشفنا جزيئات أخرى حاملة للكربون، تخبرنا أن باطن الكوكب يجب أن يكون أكثر سخونة بكثير مما كنا نعتقد”.
ويقول الباحثون إن الحرارة الإضافية تأتي على الأرجح من حقيقة أن WASP-107 b يدور حول نجمه كل 5.7 يومًا في مدار ليس بدائرة مثالية. تعمل الجاذبية الثابتة للنجم على WASP-107 b، والتي تتباين بعدها عن نجمه طوال الوقت، على تمديد وتقليص شكل الكوكب، وبالتالي تسخينه. على الأرض، قوة مماثلة القمر يسبب المد والجزر العالية والمنخفضة.
كما أن قلب الكوكب الساخن، جنبًا إلى جنب مع تسخين المد والجزر من نجمه، يغير أيضًا كيمياء الغازات الموجودة في أعماق الكوكب. ظفار رستمكولوف، وهو طالب دراسات عليا في JHU ومؤلف مشارك لإحدى الدراستين الجديدتين، قال في مقال إفادة من الجامعة. “نعتقد أن هذه الحرارة تتسبب في تغير كيمياء الغازات، وتحديدا تدمير غاز الميثان وإنتاج كميات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون.”
قصص ذات الصلة:
– هذا الكوكب الخارجي المنتفخ والمنتفخ هو واحد من أكثر الكواكب المنتفخة على الإطلاق
– اكتشف العلماء نجم الموت الواقعي وهو يلتهم كوكبًا في اكتشاف هو الأول من نوعه
– يفجر النجم الغلاف الجوي لكوكب خارجي عملاق، تاركًا وراءه ذيلًا ضخمًا
وفي عام 2020، اكتشف فريق من علماء الفلك، بما في ذلك سينغ، الهيليوم في الغلاف الجوي للكوكب WASP-107 b، مما يمثل الاكتشاف بمثابة المرة الأولى التي يتم فيها رصد هذا الغاز على كوكب خارج المجموعة الشمسية. وشوهد العنصر، الذي تم رصده مبدئيًا في العالم في عام 2018 قبل تأكيد وجوده هناك بعد عامين، وهو يمتد بعيدًا إلى الفضاء على شكل سحابة هشة. نظرًا لأن الغلاف الجوي لهذا الكوكب منتشر حتى الآن، يقول علماء الفلك إن الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن نجم WASP-107 b تجرد العالم من هوائه ببطء – حوالي 0.1% إلى 4% من كتلة الغلاف الجوي كل مليار سنة، على وجه التحديد، مما يؤدي إلى ظهور مذنب. – مثل الذيل خلف الجرم السماوي.
بفضل الطبيعة المنتفخة للغاية للكوكب، يستطيع علماء الفلك النظر إلى غلافه الجوي بشكل أعمق بنحو 50 مرة مما يمكنهم رؤيته في عالم مثل كوكب المشتري. في العام الماضي، على سبيل المثال، أظهرت عمليات رصد JWST للغلاف الجوي للكوكب WASP-107 b ذلك رمل المطر على الكوكب.
ويرد وصف هذا البحث في اثنين دراسات نشرت يوم الاثنين (20 مايو) في مجلة الطبيعة.