يجد تلسكوب ويب أول دليل واضح على وجود “عالم البخار”

من بين 5700 مؤكدة الكواكب الخارجية اكتشف علماء الفلك خارج النظام الشمسي، هناك تلك التي تعتبر عوالم الجليد و عوالم المياهولكن ماذا عن عالم البخار؟

حسنا، لقد فعلوا ذلك. العلماء يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي، شراكة ناسا واكتشفت نظيراتها الأوروبية والكندية بالفعل كوكبًا يشبه الساونا على بعد حوالي 100 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الحوت. وقد وصفه البعض بأنه أول دليل مباشر على وجود كوكب مغطى بالحرارة الرطبة.

يبلغ حجم هذا الكوكب الغريب الرطب، GJ 9827 d، ضعف حجم الأرض تقريبًا، وله غلاف جوي يتكون بالكامل تقريبًا من بخار الماء، وفقًا لدراسة جديدة. قبل الآن، كان من المفترض وجود مثل هذه العوالم فقط فضاء.

وقال إيشان راؤول، الذي ساهم في البحث عندما كان طالباً جامعياً في جامعة ميشيغان: “لقد كانت لحظة سريالية للغاية”. بيان. “كنا نبحث على وجه التحديد عن عوالم مائية لأنه كان من المفترض أنها يمكن أن تكون موجودة. وإذا كانت هذه العوالم حقيقية، فهذا يجعلك تتساءل عما يمكن أن يكون هناك أيضًا.”

يُعتقد أن هذا العالم البخاري يحتوي على هواء كثيف غني بالمياه، مع سطح خالٍ من الجليد أو المياه المتدفقة. هذا ما يتخيله العلماء لأقمار كوكب المشتري الجليدية أوروبا و جانيميد، سيكون الأمر كما لو كانوا يدورون بالقرب من شمس بدلا من الوصول إلى أبعد من النظام الشمسي.

GJ 9827 د، صخري الأرض الفائقة، قريب جدًا من نجمه المضيف لدرجة أن درجة حرارة سطحه تقدر بـ 660 درجة فهرنهايت. وللمقارنة، يبلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض 59 درجة فهرنهايت. بسبب الحرارة الشديدة للكوكب الخارجي، من المحتمل أن يكون غلافه الجوي عبارة عن مزيج من الغازات، بدون سحب أو طبقات مميزة.

لقد وجد العلماء دلائل على وجود أجواء غنية بالهيدروجين تحيط بالعديد من العوالم، ولكن جميعها كانت موجودة الكواكب الغازية العملاقة، يحب كوكب المشتري. إن البحث عن عالم أكثر أرضيًا محاطًا بجو وقائي من العناصر الأثقل قد استعصى على علماء الفلك، على الرغم من أن ويب ساعد العلماء في العثور على رهانات معقولة، مثل 55 كانكري إي, جي جي 486 ب، و إل إتش إس 1140 ب.

وقالت كارولين بيوليت غريب، طالبة الدكتوراه في جامعة مونتريال، إن هذه هي الحالة الأولى المؤكدة لوجود غلاف جوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية حيث لا يكون الهيدروجين هو العنصر المهيمن. الجديد ورق، بقيادة بيوليت غريب، تم نشره في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية الأسبوع الماضي.

منذ أن افتتح ويب أعماله، استخدم الباحثون بشكل متكرر تقنية تسمى التحليل الطيفي للإرسال لدراسة الكواكب الخارجية. عندما تعبر هذه العوالم أمام نجمها المضيف، يتم ترشيح ضوء النجوم عبر أغلفتها الجوية. تمتص الجزيئات الموجودة داخل الغلاف الجوي أطوال موجية أو ألوان معينة من الضوء، لذلك من خلال تقسيم الضوء إلى أجزائه الأساسية – مثل قوس قزح – يمكن لعلماء الفلك اكتشاف أجزاء الضوء المفقودة لتمييز التركيب الجزيئي للغلاف الجوي.

استخدم الباحثون بيانات ويب الجديدة، إلى جانب عمليات رصد تلسكوب هابل الفضائي التي أجريت في وقت سابق من هذا العام، لتأكيد تكوين البخار. إحدى المشاكل الشائعة في مثل هذه الدراسات هي إمكانية التباين في الإشارات بناءً على نشاط نجمي – مثل البقع التي يمكن أن تتشكل على الشمس. وبعد تحليل دقيق، تمكنت الفرق من استبعاد احتمال وجود بيانات فاشلة بسبب التلوث النجمي.

سيستخدم الباحثون تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمواصلة دراسة GJ 9827 d، وهو أول “عالم بخاري” مؤكد.
الائتمان: ناسا GSFC / CIL / أدريانا مانريكي جوتيريز التوضيح

في حين أن هذا الكوكب لن يكون صالحًا للسكن بالنسبة لمعظم أشكال الحياة التي يعرفها الناس على الأرض، فإن النجاح في العثور على عالم أرضي بغلاف جوي يعج بالمياه يعني أن العلماء يقتربون أكثر من أي وقت مضى من العثور على عوالم معتدلة مضيافة.

علماء ويب على وشك البدء دراسة واسعة النطاق للعوالم الصخرية خارج النظام الشمسي، وتحديدًا في البحث عن الكواكب التي تدور بالقرب من النجوم القزمة الحمراء – النوع الأكثر وفرة من النجوم في درب التبانة – والتي يمكن أن تحتوي على الهواء. تم اختيار البرنامج، الذي تم الإبلاغ عنه لأول مرة بواسطة Mashable، بالفعل الأولين من حوالي اثني عشر كوكبًا مستهدفًا للدراسة.

وقال المؤلف المشارك ريان ماكدونالد في بيان: “الآن نحن أخيرًا ننتقل إلى ما تتكون منه هذه العوالم الغامضة ذات الأحجام بين الأرض ونبتون، والتي ليس لدينا مثال لها في نظامنا الشمسي”. “هذه خطوة حاسمة نحو اكتشاف الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية الصالحة للسكن في السنوات القادمة.”