بفضل جوه “الرقيق” وسحبه المصنوعة من الرمال، يبدو WASP-107b أشبه بعالم من فيلم خيال علمي.
لكنه في الواقع كوكب خارجي بحجم كوكب المشتري، يقع على بعد ما يزيد قليلاً عن 200 سنة ضوئية من الأرض، ويمتلك أحد أكثر الأغلفة الجوية غرابة التي تم اكتشافها على الإطلاق.
ولا يقتصر الأمر على احتوائها على سحب رملية ومياه سيليكاتية فحسب، بل تفاجأ علماء الفلك بوجود ثاني أكسيد الكبريت، والذي يمكن أن ينتج على الأرض أمطارًا حمضية.
وقال الخبراء إن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التابع لناسا والذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار (7.4 مليار جنيه إسترليني) لم يكتشف أي أثر لغاز الميثان الدفيئة.
وهذا أمر مهم لأنه يشير إلى أن WASP-107b لديه آلية مثيرة للاهتمام وغير معروفة حتى الآن لنقل الحرارة حول الغلاف الجوي الديناميكي.
غريب: اكتشف علماء الفلك كوكبًا خارج المجموعة الشمسية ذو غلاف جوي “رقيق” وسحب مكونة من الرمال. تم تصوير WASP-107b، الذي يبلغ حجمه حجم كوكب المشتري تقريبًا، أعلاه
كما أن لديها نظامًا مشابهًا لتكوين السحب للأرض، وفقًا لباحثين من معهد علم الفلك، KU Leuven في هولندا، وإن كان ينتج قطرات من الرمل بدلاً من الماء.
على الرغم من اكتشاف السحب على الكواكب الخارجية من قبل، إلا أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تحليل تركيبها الكيميائي من قبل علماء الفلك.
لقد أصبح ذلك ممكنًا بفضل ويب، الذي يمتلك أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) التي تساعد في توفير عمليات رصد رائدة للكواكب الخارجية.
WASP-107b هو عملاق غازي دافئ يدور حول نجم أبرد قليلاً وأقل كتلة من شمسنا.
لها كتلة مشابهة لنبتون و”زغب” مما يسمح بذلك يجب على علماء الفلك أن ينظروا إلى غلافه الجوي بعمق 50 مرة تقريبًا مما كان ممكنًا عندما يكون كوكب المشتري أقرب بكثير إلى الأرض.
كان هذا أمرًا حيويًا لأنه يعني أنه يمكنهم تفكيك التركيب الكيميائي المعقد له بشكل أفضل.
على سبيل المثال، تمكن الباحثون من إثبات أن ثاني أكسيد الكبريت كان موجودًا على الأرجح، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى النجم المضيف للكوكب الخارجي.
على الرغم من كونه أكثر برودة من شمسنا، إلا أن الفوتونات عالية الطاقة التي تنتجها قادرة على الوصول إلى عمق الغلاف الجوي للكوكب WASP-107b بسبب رقيقته، مما يتيح التفاعلات الكيميائية اللازمة لإنتاج ثاني أكسيد الكبريت.
وقالت مؤلفة الدراسة الرئيسية، البروفيسور لين ديسين، من جامعة KU Leuven: “إن تلسكوب جيمس ويب الفضائي يُحدث ثورة في توصيف الكواكب الخارجية، مما يوفر رؤى غير مسبوقة وبسرعة ملحوظة”.
التحليل: لا يقتصر الأمر على احتوائه على سحب رملية ومياه سيليكاتية فحسب، بل تفاجأ علماء الفلك بوجود ثاني أكسيد الكبريت – والذي يمكن أن ينتج على الأرض أمطارًا حمضية
يعد اكتشاف سحب من الرمال والماء وثاني أكسيد الكبريت على هذا الكوكب الخارجي الرقيق بواسطة أداة MIRI الخاصة بـ JWST حدثًا محوريًا.
“إنه يعيد تشكيل فهمنا لتكوين الكواكب وتطورها، ويلقي ضوءًا جديدًا على نظامنا الشمسي.”
على الأرض، نعلم جميعًا أن الماء يتجمد عند درجات حرارة منخفضة.
ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بالعمالقة الغازية حيث تصل درجات الحرارة إلى حوالي 1000 درجة مئوية، فمن الممكن أن تتجمد جزيئات السيليكات وتشكل السحب.
وبما أن درجة حرارة WASP-107b تبلغ حوالي 500 درجة مئوية في غلافه الجوي الخارجي، فقد كان من المتوقع أن تتشكل سحب السيليكات هذه على عمق أكبر داخل الكوكب، حيث درجات الحرارة أعلى بكثير.
ليس هذا فحسب، بل إن السحب الرملية على ارتفاعات عالية لا تميل إلى البقاء في مكانها لفترة طويلة، ولهذا السبب ترك WASP-107b والغلاف الجوي الخاص به علماء الفلك في حيرة إلى حد ما.
لكن بحثهم عن تفسير قادهم إلى نتيجة مألوفة إلى حد ما.
“حقيقة أننا نرى هذه السحب الرملية عالياً في الغلاف الجوي يجب أن تعني أن قطرات المطر الرملية تتبخر في طبقات أعمق وأكثر سخونة للغاية ويتم نقل بخار السيليكات الناتج بكفاءة إلى الأعلى، حيث يتم إعادة تكثيفه لتكوين سحب سيليكات مرة أخرى.” قال زميل المؤلف الرئيسي الدكتور ميشيل مين.
“هذا يشبه إلى حد كبير دورة بخار الماء والسحب على أرضنا ولكن مع قطرات مكونة من الرمال.”
البحث مهم لأنه يكشف عن رؤى جديدة رائعة حول الأمور المعقدة التفاعل بين المواد الكيميائية والظروف المناخية في عوالم بعيدة مثل WASP-107b.
ويقول الباحثون إن الأمل هو أنه مع ويب يمكنهم الاستمرار في “كشف عوالم جديدة” وإجراء اكتشافات جديدة حول التركيب الداخلي لهذه الكواكب البعيدة.
وقد نشرت الدراسة الجديدة في مجلة الطبيعة.
تلسكوب جيمس ويب: تم تصميم تلسكوب ناسا الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار لاكتشاف الضوء من النجوم والمجرات الأقدم.
تم وصف تلسكوب جيمس ويب بأنه “آلة الزمن” التي يمكن أن تساعد في كشف أسرار كوننا.
وسيتم استخدام التلسكوب للنظر إلى المجرات الأولى التي نشأت في الكون المبكر قبل أكثر من 13.5 مليار سنة، ومراقبة مصادر النجوم والكواكب الخارجية وحتى أقمار وكواكب نظامنا الشمسي.
ويعتبر التلسكوب الضخم، الذي كلف بالفعل أكثر من 7 مليارات دولار (5 مليارات جنيه استرليني)، خليفة لتلسكوب هابل الفضائي المداري.
تبلغ درجة حرارة تشغيل تلسكوب جيمس ويب ومعظم أدواته حوالي 40 كلفن – حوالي 387 درجة فهرنهايت (ناقص 233 درجة مئوية).
إنه أكبر وأقوى تلسكوب فضائي مداري في العالم، قادر على العودة إلى ما بعد 100-200 مليون سنة من الانفجار الكبير.
تم تصميم مرصد الأشعة تحت الحمراء المداري ليكون أقوى بحوالي 100 مرة من سابقه، تلسكوب هابل الفضائي.
تحب ناسا أن تفكر في جيمس ويب كخليفة لهابل وليس كبديل، حيث سيعمل الاثنان جنبًا إلى جنب لفترة من الوقت.
تم إطلاق تلسكوب هابل في 24 أبريل 1990 عبر المكوك الفضائي ديسكفري من مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا.
وهو يدور حول الأرض بسرعة حوالي 17000 ميل في الساعة (27300 كيلومتر في الساعة) في مدار أرضي منخفض على ارتفاع حوالي 340 ميلاً.