الغلاف الجوي لكوكب خارجي نادر "لا ينبغي أن يكون موجودا" يحيّر علماء الفلك!

أُعلن عن اكتشاف الكوكب الخارجي الاستثنائي LTT 9779b قبل شهر، على بعد 260 سنة ضوئية فقط، وحُدد على الفور كمرشح ممتاز لمتابعة دراسة غلافه الجوي الغريب.

ويأتي LTT 9779b أكبر بقليل من نبتون، ويدور حول نجم شبيه بالشمس. ولكن، يبدو أنه قريب جدا من نجمه، حيث يدور الكوكب مرة كل 19 ساعة؛ وعلى الرغم من الحرارة الحارقة التي يجب أن يتعرض لها خلال هذا القرب، ما يزال LTT 9779b يتمتع بجو كبير.

وتضمنت ملاحظات الأشعة تحت الحمراء التي جمعها تلسكوب سبيتزر الفضائي المتقاعد حاليا، النجم المضيف للكوكب، وحلل علماء الفلك الآن هذه البيانات، ونشروا نتائجهم في دراستين.

وفي الورقة البحثية الأولى، قام فريق بقيادة عالم الفلك إيان كروسفيلد، من جامعة كانساس، بوصف ملف درجة حرارة LTT 9779b.

وفي الورقة الثانية، قام فريق بقيادة عالمة الفلك ديانا دراغومير، من جامعة نيو مكسيكو، بتمييز الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية.

وقال كروسفيلد: "للمرة الأولى، قمنا بقياس الضوء القادم من هذا الكوكب الذي لا ينبغي أن يكون موجودا. ويتعرض هذا الكوكب للإشعاع بشدة من نجمه لدرجة أن حرارته تزيد عن 3000 درجة فهرنهايت [1650 درجة مئوية] ويمكن أن يتبخر غلافه الجوي تماما. ومع ذلك، تُظهر لنا ملاحظات سبيتزر، غلافه الجوي عبر ضوء الأشعة تحت الحمراء".

ودرس فريق البحث منحنى طور كوكب خارج المجموعة الشمسية في ضوء الأشعة تحت الحمراء. ونظرا لأن الطاقة الحرارية تنبعث من الأشعة تحت الحمراء، فإن الضوء بهذا الطول الموجي يمكن أن يخبرنا بدرجة حرارة الأجسام الكونية التي تبعد عدة سنوات ضوئية.

ووجّه النظام بطريقة يمر بها الكوكب بيننا وبين النجم، ما يمنحنا مناظر واسعة النطاق ليلا ونهارا. وبالتالي، لحساب درجة حرارة الكوكب خارج المجموعة الشمسية، يمكن لعلماء الفلك استخدام الضوء المتغير للنظام العام كما يدور LTT 9779b.

ومن المثير للاهتمام، أن أكثر الأوقات حرارة في اليوم بالنسبة لـLTT 9779b، هي مجرد دوي في الظهيرة، عندما تكون شمسه في السماء مباشرة. 

موضوع يهمك : بفكرة استباقية : سبيس أكس تخطط لتغطية المريخ بالإنترنت

وهذا بدوره يسمح ببعض التخمينات المتعلقة بجو LTT 9779b.

وقال عالم الفلك نيكولاس كوان، من معهد أبحاث الكواكب الخارجية (iREx)، وجامعة McGill: "الكوكب أكثر برودة بكثير مما توقعنا، ما يشير إلى أنه يعكس الكثير من ضوء النجوم الساقط الذي يصطدم به، ويفترض أنه بسبب السحب على جانب النهار. ولا ينقل الكوكب أيضا قدرا كبيرا من الحرارة إلى جانبه الليلي، لكننا نعتقد أننا نفهم أنه: من المحتمل أن يمتص ضوء النجوم عاليا في الغلاف الجوي، حيث يتم إشعاع الطاقة بسرعة إلى الفضاء".

ولمزيد من التحقيق في الغلاف الجوي لكوكب LTT 9779b، ركزت دراغومير وزملاؤها على الكسوف الثانوي، عندما يمر الكوكب خلف النجم. وينتج عن هذا تعتيم خافت لضوء النظام أكثر مما يحدث عندما يمر الكوكب أمام النجم - المعروف باسم العبور - ولكن هذا التعتيم الخافت يمكن أن يساعدنا في فهم البنية الحرارية للغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية.

وقام الباحثون بدمج بيانات الكسوف الثانوي لسبيتزر مع بيانات من تلسكوب ناسا الفضائي لرصد الكواكب الخارجية TESS. وسمح ذلك بالحصول على طيف انبعاث من الغلاف الجوي LTT 9779b؛ أي الأطوال الموجية للضوء تمتصها وتضخمها بواسطة العناصر الموجودة فيها. ووجدوا أن الجزيئات تمتص بعض الأطوال الموجية - ربما أول أكسيد الكربون.

وهذا متوقع لمثل هذا الكوكب الساخن. واكتُشف أول أكسيد الكربون في عمالقة الغاز التي تدور أيضا حول نجومها على مقربة شديدة للغاية. وتعد عمالقة الغاز أكبر كتلة من نبتون الحار، وتستخدم جاذبيتها الأعلى بكثير للاحتفاظ بغلافها الجوي. وكان يُعتقد أن الكواكب بحجم نبتون لا ينبغي أن تكون ضخمة بما يكفي للقيام بذلك.

ويمكن أن يساعدنا العثور على أول أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لنبتون ساخن، على فهم كيفية تشكل هذا الكوكب، ولماذا يحتفظ بغلافه الجوي.

وسيعطينا مثل هذا البحث مجموعة أدوات وخبرة ممتازة لاستكشاف أجواء العوالم، التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة أيضا.

ونُشرت الورقتان البحثيتان في مجلة The Astrophysical Journal Letters.