اكتشف هابل بخار الماء في الغلاف الجوي لكوكب صغير خارج المجموعة الشمسية

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بمعلومات عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي وغير ذلك الكثير..

سي إن إن
—

علماء الفلك يستخدمون تلسكوب هابل الفضائي تم اكتشاف جزيئات الماء في الغلاف الجوي لكوكب خارجي صغير حار 97 سنة ضوئية من الأرض.

ويبلغ قطر الكوكب، المسمى GJ 9827d، ضعف قطر الأرض تقريبًا، وهو أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية يحتوي على بخار الماء في غلافه الجوي، وفقًا لدراسة جديدة.

الماء ضروري للحياة كما نعرفها، ولكن من غير المرجح أن يدعم الكوكب أي نوع من الحياة بسبب درجات الحرارة الحارقة التي من شأنها أن تحول الغلاف الجوي الغني بالمياه إلى بخار حارق.

لم يكتشف علماء الفلك بعد الطبيعة الحقيقية للغلاف الجوي غير العادي لهذا العالم، لكن هذا الكشف يمهد الطريق لمزيد من البحث وهم يسعون إلى فهم أصول الكواكب خارج نظامنا الشمسي.

ظهرت النتائج في تقرير نشر يوم الخميس في رسائل من مجلة الفيزياء الفلكية.

وقالت لورا كريدبيرج، المؤلفة المشاركة في الدراسة والمديرة العامة لقسم فيزياء الكواكب الخارجية الجوية في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك، في بيان لها: “المياه على مثل هذا الكوكب الصغير هي اكتشاف تاريخي”. “هذا يجعلنا أقرب من أي وقت مضى إلى توصيف عوالم تشبه الأرض حقًا.”

ومع ذلك، تصل درجة حرارة الكوكب إلى 800 درجة فهرنهايت (427 درجة مئوية)، مما يجعله عالمًا حارقًا وغير مضياف، مثل كوكب الزهرة.

وقال بيورن بينيكي، المؤلف المشارك في الدراسة، والأستاذ في معهد تروتييه لأبحاث الكواكب في جامعة كاليفورنيا: “ستكون هذه هي المرة الأولى التي يمكننا فيها أن نثبت بشكل مباشر، من خلال الكشف عن الغلاف الجوي، أن هذه الكواكب ذات الأجواء الغنية بالمياه يمكن أن توجد بالفعل حول نجوم أخرى”. جامعة مونتريال. الكواكب الخارجية في بيان صحفي. “هذه خطوة مهمة نحو تحديد مدى انتشار وتنوع الأجواء على الكواكب الصخرية.”

حاليًا، لا يستطيع فريق البحث تحديد ما إذا كان هابل قد اكتشف آثارًا لبخار الماء في غلاف جوي منتفخ وغني بالهيدروجين أو ما إذا كان الكوكب لديه غلاف جوي غني بالمياه لأن النجم المضيف قام بتبخير الغلاف الجوي الأصلي للهيدروجين والهيليوم لـ GJ 9827d.

وقال “برنامج الرصد الخاص بنا، بقيادة الباحث الرئيسي إيان كروسفيلد من (جامعة كانساس) في لورانس، كانساس، تم تصميمه خصيصًا ليس فقط لغرض اكتشاف الجزيئات في الغلاف الجوي للكوكب، ولكن أيضًا للبحث على وجه التحديد عن بخار الماء”. وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، بيير ألكسيس روي، طالب الدكتوراه في معهد تروتييه بجامعة مونتريال، في تصريح له. “أي من النتيجتين ستكون مثيرة، سواء كان بخار الماء هو السائد أو مجرد نوع صغير في جو يهيمن عليه الهيدروجين.”

مهمة كيبلر التابعة لناسا اكتشف الكوكب لأول مرة يدور حول نجم قزم أحمر في كوكبة الحوت في عام 2017. ويكمل الكوكب الخارجي مدارًا واحدًا حول نجمه المضيف كل 6.2 يومًا.

ورصد علماء الفلك كوكب GJ 9827d خلال 11 مرة عبور، أو الأوقات التي مر فيها الكوكب أمام نجمه خلال مداره، على مدى ثلاث سنوات. ساعد ترشيح ضوء النجوم عبر الغلاف الجوي للكوكب علماء الفلك على قياس توقيع جزيئات الماء.

“حتى الآن، لم نتمكن من اكتشاف الغلاف الجوي لكوكب صغير كهذا بشكل مباشر. وقال بينيكي: “إننا ندخل ببطء في هذا النظام الآن”. “في مرحلة ما، عندما ندرس الكواكب الصغيرة، يجب أن يكون هناك تحول حيث لا يوجد المزيد من الهيدروجين في هذه العوالم الصغيرة، ولها أجواء تشبه أجواء كوكب الزهرة (الذي يهيمن عليه ثاني أكسيد الكربون).”

إن الفهم الأفضل للغلاف الجوي للكوكب يمكن أن يساعد علماء الفلك على تصنيف نوع العالم GJ 9827d بالضبط. حاليًا، لدى الفريق نظريتان محتملتان.

ومن الممكن أن يكون الكوكب عبارة عن كوكب نبتون صغير، وله غلاف جوي غني بالهيدروجين ويحتوي على بخار الماء. إذا كان الأمر كذلك، فمن المحتمل أن يكون GJ 9827d قد تشكل على مسافة أكبر من النجم المضيف من موقعه الحالي، مما يعني أن الكوكب كان أكثر برودة وكان الماء موجودًا على شكل جليد (على غرار نبتون وأورانوس، الكواكب الأكثر بعدًا في نظامنا الشمسي). .

ويقول الباحثون إنه مع اقتراب الكوكب من نجمه وتعرضه لمزيد من الإشعاع النجمي، ارتفعت حرارة الهيدروجين وهرب، أو لا يزال يهرب.

ويشتبه علماء الفلك أيضًا في أن GJ 9827d يمكن أن يكون نسخة أكثر سخونة من القمر الجليدي لكوكب المشتري أوروبا، والذي يحتوي على محيط تحت قشرة جليدية سميكة. وقال بينيكي إن الكوكب يمكن أن يكون نصفه ماء ونصفه الآخر صخرة.

يعد الماء أحد أكثر الجزيئات شيوعًا الموجودة في الكون، ولسنوات طويلة أدرج علماء الفلك اكتشاف الماء في الكثير من عمليات البحث عن الحياة خارج الأرض.

وقال الباحث المشارك في الدراسة توماس جرين، عالم الفيزياء الفلكية في مركز أبحاث أميس التابع لناسا في وادي السيليكون بكاليفورنيا، في بيان له: “إن مراقبة المياه هي بوابة لاكتشاف أشياء أخرى”. “يفتح اكتشاف هابل هذا الباب أمام دراسات مستقبلية لهذه الأنواع من الكواكب بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي. يستطيع تلسكوب جيمس ويب الفضائي رؤية المزيد من خلال عمليات الرصد الإضافية بالأشعة تحت الحمراء، بما في ذلك جزيئات الكربون مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والميثان. بمجرد أن يكون لدينا جرد كامل لعناصر الكوكب، يمكننا مقارنتها بالنجم الذي يدور حوله وفهم كيفية تشكله.

وقد رصد علماء الفلك بالفعل GJ 9827d باستخدام تلسكوب ويب للبحث عن الماء وأنواع أخرى من الجزيئات، وسيتم مشاركة هذه البيانات في المستقبل.

وقال كريدبيرج: “لا يمكننا الانتظار لنرى ما تكشفه هذه البيانات”. “نأمل أن نتمكن الآن من تسوية مسألة عوالم المياه مرة واحدة وإلى الأبد. »