تظهر النتائج الجديدة التي توصل إليها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) أن الجهود المبذولة لمراقبة الغلاف الجوي للكواكب في نظام TRAPPIST-1 تتعرض للعرقلة بسبب النشاط العنيف على سطح النجم القزم الأحمر في مركزه.
في مارس 2023، JWSTأداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) لاحظ عبور ثانوي لأحد ترابيست-1 الكواكب المعروفة باسم TRAPPIST-1b. وجد المرصد أن الكوكب، وهو العالم الأعمق في هذا النظام وأضخم قليلاً من أرضمن المحتمل أن تكون صخرة عارية ليس لها غلاف جوي وتبلغ درجة حرارة سطحها 232 درجة مئوية (450 درجة فهرنهايت). نتائج مماثلة للكوكب التالي في هذا النظام، TRAPPIST-1c، بعد ثلاثة أشهر. يبدو أن هذين العالمين متشابهان الزئبقوهو الكوكب الأعمق في كوكبنا النظام الشمسي.
وتدعم الملاحظات الجديدة التي أجراها فريق من علماء الفلك بقيادة أوليفيا ليم من جامعة مونتريال هذه النتائج السابقة من خلال أخذ أول طيف على الإطلاق لكوكب في نظام TRAPPIST-1، وتحديدًا TRAPPIST-1b.
في حين أنه لا يمكن استبعاد وجود جو رقيق على TRAPPIST-1b، إلا أن الطيف الذي تم التقاطه بواسطة مصور الأشعة تحت الحمراء القريبة ومرسم الطيف بدون شق (NIRISS) التابعين لـ JWST لا يُظهر أي دليل على وجود غلاف جوي سميك يهيمن عليه الهيدروجين. ومع ذلك، هناك تحذير واحد مثير للاهتمام لهذه النتائج.
متعلق ب: لا يجد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أي غلاف جوي على الكوكب الخارجي TRAPPIST-1 الشبيه بالأرض
وقال عضو الفريق ريان ماكدونالد من جامعة ميشيغان في دراسة: “ما نراه هو أن النجم هو بالتأكيد التأثير الأكبر الذي يهيمن على ملاحظاتنا، وهذا سيفعل الشيء نفسه بالضبط بالنسبة للكواكب الأخرى في النظام”. إفادة.
أو بمعنى آخر ذلك المضطرب القزم الأحمر قد يمنع العلماء من معرفة الحقيقة حول ما إذا كان TRAPPIST-1 يمكن اعتباره صالحًا للسكن أم لا.
لاتخاذ طيف من كوكب خارجييتطلب الغلاف الجوي لإيران استخدام طريقة تعرف باسم التحليل الطيفي للإرسال. عندما يمر كوكب ما بين نجمه ونقطة مراقبتنا على الأرض، يحجب الكوكب نفسه معظم ضوء النجوم، لكن بعض هذا الضوء يشرق أيضًا عبر الغلاف الجوي للكوكب (إذا كان لديه غلاف جوي). تلك الأشعة التي تمر عبر الغلاف الجوي تمتصها أيضًا الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي بأطوال موجية مميزة. وإذا ضرب هذا الضوء أجهزة الكشف الأرضية لدينا، فيمكن للعلماء بعد ذلك البحث عن خطوط الامتصاص في طيف الكوكب للتعرف على الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للعالم.
لكن المشكلة هي أن النجوم القزمة الحمراء مثل TRAPPIST-1 موجودة عادة ما تكون نشطة للغاية نجوم ذات نقاط لامعة وبقع نجمية كبيرة داكنة. تتداخل هذه الميزات مع قياسات طيف الكوكب، مما يؤدي إلى ظهور خطوط ساطعة وخطوط داكنة متباينة يمكن أن تحاكي خطوط الامتصاص.
“بالإضافة إلى التلوث الناتج عن البقع والوجهات النجمية، فقد رأينا نجمًا توهجقال ليم: “حدث لا يمكن التنبؤ به يبدو خلاله النجم أكثر سطوعًا لعدة دقائق إلى ساعات. وقد أثر هذا التوهج على قياساتنا لكمية الضوء التي يحجبها الكوكب”.
هناك طرق للتخفيف من هذا، رغم ذلك.
أحد الحلول هو محاولة وضع نموذج للنشاط النجمي على سطح TRAPPIST-1، ثم إزالته من البيانات قبل التحليل – والحل الآخر هو وضع نموذج للتلوث النجمي والغلاف الجوي للكوكب معًا وملاءمتهما مع نماذج مختلفة. لما قد يبدو عليه طيف الكوكب اعتمادًا على أنواع مختلفة من الأجواء.
اتبع فريق ليم كلا النهجين، وتوصل إلى نفس النتيجة في المرتين: يفتقر TRAPPIST-1b إلى غلاف هيدروجيني سميك، ويمكن وصف طيفه بالكامل من خلال نشاط النجم.
قصص ذات الصلة:
– تشير الدراسة إلى أن الكواكب الخارجية في نظام ترابيست-1 من المرجح أن تكون صالحة للسكن مما كان يعتقده العلماء في السابق
– تشير الدراسة إلى أن النظام الشمسي TRAPPIST-1 لا يتعرض للقصف بالصخور الفضائية مثل الأرض المبكرة
– يمكن لتلسكوب جيمس ويب الفضائي أن يساعد في البحث عن عوالم غريبة صالحة للسكن
وهذا ليس مفاجئا. من بين جميع الكواكب السبعة في نظام TRAPPIST-1، الكوكب b هو الكوكب الأكثر احتمالا لعدم وجود غلاف جوي لأنه يتعرض للضغط الأكبر من الرياح النجمية والتوهجات العنيفة التي يمكن أن تطيح بالغلاف الجوي للنجم. ومع ذلك، من المستحيل تحديد ما إذا كان الكوكب يحتوي على غلاف جوي أرق من بخار الماء أو ثاني أكسيد الكربون أو الميثان، لأن الشكوك الناجمة عن نشاط النجم أكبر بكثير من الدقة المطلوبة لاكتشاف مثل هذا الغلاف الجوي.
وهذا سيطرح مشاكل خطيرة لمراقبة طيف العوالم الأخرى في النظام.
“إذا لم نكتشف كيفية التعامل مع النجم الآن، فسيصبح الأمر أصعب بكثير عندما ننظر إلى الكواكب في منطقة صالحة للسكن قال ماكدونالد: “- TRAPPIST-1d وe وf- لرؤية أي إشارات جوية”.
تم نشر النتائج في 22 سبتمبر رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.