هل يمكنك تصوير كوكب المشتري بدون أي غيوم أو ضباب يمكن ملاحظته؟ ليس الأمر سهلاً لأن نطاقات السحب العرضية لكوكب المشتري ونقطته الحمراء العظيمة هي ميزات مرئية مميزة في نظامنا الشمسي. هذه الميزات ناتجة عن غازات تصاعدية وهبوطية ، معظمها من الأمونيا. بعد حلقات زحل ، ربما تكون أشكال سحابة المشتري هي الميزة الأكثر تميزًا في النظام الشمسي.
الآن علماء الفلك مع مركز الفيزياء الفلكية | وجدت جامعة هارفارد وسميثسونيان (CfA) كوكبًا مشابهًا في كتلته لكوكب المشتري ، ولكن بغلاف جوي خالٍ من السحب.
هذه الكواكب نادرة ، ويعتقد علماء الفلك أن حوالي 7٪ فقط من الكواكب الخارجية هي من هذا القبيل. يسمح الاكتشاف للعلماء بدراسة كيفية تشكلها. بدون غيوم في الطريق ، تنتظر رؤية أوضح.
نشر فريق علماء الفلك المسؤول عن هذا الاكتشاف نتائجه في مجلة Astrophysical Journal Letters. العنوان هو “دليل على جو واضح لـ WASP-62b: العملاق الغازي العابر الوحيد المعروف في منطقة المشاهدة المستمرة JWST. ” المؤلف الرئيسي للدراسة هو منزة علم ، طالبة تخرج في CfA.
WASP-62b هو أقرب كوكب إلى WASP-62 ، وهو نجم متسلسل رئيسي على بعد 600 سنة ضوئية من الأرض. 62b هو الكوكب الوحيد في النظام. إنه يزيد قليلاً عن نصف كتلة كوكب المشتري ، ويدور حول WASP-62 في حوالي 4.5 أيام. يبلغ حجمه 1.4 مرة حجم كوكب المشتري. تندرج بشكل مباشر في فئة كواكب المشتري الحارة ، بمتوسط درجة حرارة حوالي 1330 كلفن (1057 درجة مئوية ؛ 1934 فهرنهايت).
إن خصائص درجة حرارة الكوكب وحجمه وكثافته ليست نادرة. ما هو نادر هو صفاء الغلاف الجوي. ويحظى الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية باهتمام خاص لقيادة المؤلف علم. في خبر صحفىقال عالم ، “بالنسبة لرسالي ، كنت أعمل على توصيف الكواكب الخارجية. آخذ الكواكب المكتشفة ، وأتابعها لأعرف غلافها الجوي “.
يأتي اسم WASP من ملف زاوية واسعة للبحث عن الكواكب (WASP) الجنوب. كان الكوكب أول اكتشاف في عام 2012 وكانت واحدة من سبعة كواكب ساخنة تم العثور عليها في نفس الوقت.
تم اكتشاف WASP-62b باستخدام WASP ، لكن Alam وزملاؤها استخدموا هابل لدراسته عن كثب. قال علم: “سأعترف بذلك في البداية ، لم أكن متحمسًا جدًا بشأن هذا الكوكب”. “ولكن بمجرد أن بدأت في إلقاء نظرة على البيانات ، شعرت بالحماس.”
وباستخدام التحليل الطيفي ، راقبوا عن كثب الكوكب يمر أمام نجمه ثلاث مرات ، باحثين عن البوتاسيوم والصوديوم. أثناء مرور ضوء النجوم عبر الغلاف الجوي للكوكب ، حددوا البصمة الطيفية الكاملة للصوديوم ، ولكن لا يوجد بوتاسيوم. أخبرهم توقيع الصوديوم أن الجو كان صافياً.
وقال علم “هذا دليل قوي على أننا نشهد جوًا واضحًا”.
في مراسلة بالبريد الإلكتروني مع Universe Today ، أوضح علام النتائج الطيفية التي توصل إليها الفريق وما تعنيه.
يعتمد التركيز على البوتاسيوم والصوديوم على أمرين. بادئ ذي بدء ، يمكن ملاحظة أطيافها بسهولة في الضوء البصري. قال علم: “الصوديوم والبوتاسيوم نوعان يمكن ملاحظتهما بسهولة في ملاحظات الغلاف الجوي للكواكب الخارجية المأخوذة بأطوال موجية بصرية ، ويمكن أن يساعدنا وجودهما أو غيابهما في استنتاج ما إذا كانت هناك غيوم أو ضباب في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية.”
يلعب الصوديوم والبوتاسيوم أيضًا دورًا في الغلاف الجوي للكواكب الخارجية ، على الرغم من أن التفاصيل غير واضحة. وأوضح عالم أن “الصوديوم والبوتاسيوم عنصران يلعبان دورًا مثيرًا للاهتمام – ولكن غير مفهوم جيدًا – في فيزياء الغلاف الجوي وكيمياء الكواكب الخارجية”. كما ذكرت أن الصوديوم كان أول ميزة امتصاص تم تحديدها في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية.
يخبر اكتشاف البصمة الطيفية الكاملة للصوديوم علماء الفلك أن الغلاف الجوي واضح ، حتى لو لم تكن هناك طريقة لرؤية الغلاف الجوي. وأوضح علام أن “الغيوم الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب ستخفي أو تحجب أجزاء من خط الامتصاص”. “في حالة عدم وجود السحب ، يمكننا حل بصمة الصوديوم الكاملة – التي لها شكل يشبه الخيمة مع ذروة في قلب خاصية الامتصاص وأجنحة خطية عريضة. بالنسبة لملاحظاتنا لـ WASP-62b ، فهذه هي المرة الثانية التي نلاحظ فيها ميزة الصوديوم الكاملة (على سبيل المثال ، مع أجنحتها الخطية) في كوكب خارج المجموعة الشمسية والمرة الأولى التي نقوم فيها بذلك من الفضاء “.
لكن توقيع الصوديوم الكامل يفعل أكثر من مجرد إخبارنا بأن الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية خالٍ من السحب. يمكن أن يساعد في شرح كمية الصوديوم الموجودة والإشارة إلى العناصر الأخرى الموجودة في الغلاف الجوي.
قال علم: “لا يخبرنا فقط أن الغلاف الجوي واضح ، بل يمكن أن يساعدنا أيضًا على تقييد الكميات الدقيقة (كميات) من الصوديوم – بالإضافة إلى العناصر الأخرى الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب”. “هذه الوفرة مفيدة في قياس الكميات الرئيسية التي يمكن أن تساعدنا على تتبع أصول وتطور هذا الكوكب.”
من الواضح أن هناك شيئًا مختلفًا يحدث عندما يتشكل كوكب خالٍ من السحابة. نظرًا لوجود عدد قليل جدًا منهم ، فإن علماء الفلك هم فقط في بداية دراستهم. الكوكب الخارجي الوحيد الآخر الخالي من السحابة الذي نعرفه هو كوكب زحل الساخن المسمى WASP-96b ، وجدت في 2018.
سيكون الأمر متروكًا لتلسكوب جيمس ويب الفضائي لفحص الغلاف الجوي لهذا الكوكب الخارجي عن كثب. كما أن سماءها الصافية تجعل هذا الاحتمال أكثر إثارة. تعني قدرات المراقبة المتقدمة لـ Webb أنه يجب أن يكون قادرًا على تحديد المزيد من المكونات الكيميائية في الغلاف الجوي لـ WASP-62b.
“استعدادًا لـ JWST ، يعد تحديد الأهداف الخالية من السحابة / الخالية من الضباب أمرًا مهمًا لتعبئة جهود المجتمع لمراقبة أفضل الكواكب لمتابعة الغلاف الجوي المفصلة.”
من “دليل على جو واضح لـ WASP-62b: العملاق الغازي العابر الوحيد المعروف في منطقة المشاهدة المستمرة JWST.”
نظرًا لاتجاه JWST وموقعه في الفضاء ، سيكون له منطقتان صغيرتان للعرض المستمر (CVZ). هم متمركزون على كل قطب من مسير الشمس. يبتسم Fortune على Alam وعلماء الكواكب الخارجية الأخرى لأن WASP-62b موجود في واحدة من CVZs الخاصة بـ Webb.
حتى أن فريق الباحثين تنبأ بما قد يجده JWST في الغلاف الجوي 62b. كتبوا في ورقتهم البحثية “نتوقع أن ملاحظات JWST لـ WASP-62b ، ضمن نطاق برنامج ERS ، يمكن أن تكتشف بشكل قاطع Na (12.1)؟) ، ح2يا (35.6؟), FeH (22.5؟) ، SiH (6.3؟) ، نيو هامبشاير3 (11.1؟) ، CO (8.1؟) ، CO2 (9.7؟) و CH4 (3.6؟). ” ويقولون أيضًا إن نظرية كوكب الأرض يمكن أن تقدم قيودًا دقيقة على وفرة المواد الكيميائية في الغلاف الجوي.
في استنتاجهم ، قدم المؤلفون قضيتهم لمتابعة ملاحظات WASP-62b مع JWST.
“استعدادًا لـ JWST ، يعد تحديد الأهداف الخالية من السحابة / الخالية من الضباب أمرًا مهمًا لتعبئة جهود المجتمع لمراقبة أفضل الكواكب من أجل متابعة مفصلة للغلاف الجوي. على الرغم من طرح أهداف بديلة منذ ذلك الحين ، فإن WASP-62 هو النجم الوحيد في JWST CVZ مع كوكب عملاق عابر معروف ومشرق بدرجة كافية لتوصيف عالي الجودة للغلاف الجوي عبر التحليل الطيفي العابر. “
من المقرر إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي في نهاية أكتوبر 2021.
أكثر:
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”