هل يمكنك تخيل كوكب المشتري بدون أي غيوم أو ضباب يمكن ملاحظته؟ هذا ليس بالأمر السهل لأن نطاقات السحب العرضية لكوكب المشتري ونقطته الحمراء الكبيرة هي سمات مرئية مميزة لنظامنا الشمسي. هذه الخصائص ناتجة عن ارتفاع وهبوط الغاز ، وخاصة الأمونيا. بعد حلقات زحل ، من المحتمل أن تكون الأشكال الغائمة لكوكب 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 صافٍ.
هذه الكواكب نادرة ويعتقد علماء الفلك أن حوالي 7٪ فقط من الكواكب الخارجية تشبه هذا. يسمح الاكتشاف للعلماء بدراسة كيفية تشكلها. غائم على الطريق ، رؤية أوضح في انتظارك.
نشر فريق علماء الفلك وراء هذا الاكتشاف نتائجه في مجلة Astrophysical Journal Letters. العنوان هو “دليل على جو واضح لـ WASP-62b: العملاق الغازي الوحيد في العبور المعروف في منطقة المشاهدة المستمرة لـ JWST. المؤلف الرئيسي للدراسة هو طالبة الدراسات العليا في CfA منزة علم.
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 بالكاد نصف الحجم الهائل لكوكب المشتري ويدور حول WASP-62 في حوالي 4.5 أيام. إنه يقارب 1.4 مرة حجم كوكب المشتري. تندرج بشكل مباشر في فئة كواكب المشتري الساخنة ، بمتوسط درجة حرارة حوالي 1330 كلفن (1057 درجة مئوية ؛ 1934 فهرنهايت).
إن خصائص درجة حرارة وحجم وكثافة الكوكب ليست غير شائعة. النادر هو غياب السحب من الغلاف الجوي. وجو كوكب خارج المجموعة الشمسية له أهمية خاصة لقيادة المؤلف علم. في واحد بيان صحفيقال عالم: “في رسالتي ، عملت على توصيف الكواكب الخارجية. أخذت الكواكب المكتشفة ، وأتبعها لأعرف أجواءها.
اسم WASP يأتي من البحث بزاوية واسعة عن الكواكب (WASP) الجنوب. كان الكوكب اكتشفت لأول مرة في عام 2012 وكانت واحدة من سبعة كواكب ساخنة وجدت في نفس الوقت.
تم اكتشاف WASP-62b باستخدام WASP ، لكن Alam وزملاؤه استخدموا هابل لدراسته عن كثب. قال علام: “أعترف أنني في البداية لم أكن متحمسًا للغاية بشأن هذا الكوكب”. “ولكن بمجرد أن بدأت في إلقاء نظرة على البيانات ، شعرت بالحماس.”
باستخدام التحليل الطيفي ، راقبوا عن كثب مرور الكوكب بعد نجمه في ثلاث مناسبات ، بحثًا عن البوتاسيوم والصوديوم. أثناء مرور ضوء النجوم عبر الغلاف الجوي للكوكب ، حددوا البصمة الطيفية الكاملة للصوديوم ، ولكن ليس البوتاسيوم. أخبرهم توقيع الصوديوم أن الجو كان صافياً.
قال علم: “إنه دليل على التدخين أننا نرى جوًا واضحًا”.
في مراسلة بالبريد الإلكتروني مع Universe Today ، أوضح عالم نتائج التحليل الطيفي للفريق وأهميتها.
يعتمد التركيز على البوتاسيوم والصوديوم على عدة عوامل. 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 سحب. 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 هو أول خاصية امتصاص تم تحديدها في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية.
يخبر اكتشاف البصمة الطيفية الكاملة للصوديوم علماء الفلك أن الغلاف الجوي واضح ، على الرغم من عدم وجود طريقة لرؤية الغلاف الجوي. وأوضح علام أن “الغيوم في الغلاف الجوي للكوكب ستخفي أو تحجب أجزاء من خط الامتصاص”. “في حالة عدم وجود السحب ، يمكننا حل بصمة الصوديوم الكاملة – على شكل خيمة مع ذروة في قلب وظيفة الامتصاص والأجنحة العريضة. بالنسبة لملاحظاتنا لـ WASP-62b ، هذه هي المرة الثانية التي نلاحظ فيها وظيفة الصوديوم الكاملة (أي بأجنحتها الخطية) في كوكب خارج المجموعة الشمسية والمرة الأولى التي نقوم فيها بذلك من الفضاء.
لكن بصمة الصوديوم الكاملة تفعل أكثر من تخبرنا أن الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية خالٍ من السحب. يمكن أن يساعد في شرح كمية الصوديوم الموجودة والعناصر الأخرى الموجودة في الغلاف الجوي.
قال علم: “لا يخبرنا هذا فقط أن الغلاف الجوي واضح ، ولكنه يمكن أن يساعدنا أيضًا في الحد من الكميات الدقيقة (كميات) الصوديوم – بالإضافة إلى العناصر الأخرى الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب”. “هذه الوفرة مفيدة لقياس الكميات الرئيسية التي يمكن أن تساعدنا في تتبع أصول وتطور هذا الكوكب.”
من الواضح أن شيئًا مختلفًا يحدث عندما يتكون كوكب صافٍ. نظرًا لوجود عدد قليل جدًا ، بدأ علماء الفلك دراستهم للتو. الكوكب الخارجي الوحيد الذي لا يوجد غيوم والذي نعرفه هو كوكب زحل الساخن المسمى WASP-96b ، وجدت في 2018.
سيكون الأمر متروكًا لتلسكوب جيمس ويب الفضائي لإلقاء نظرة فاحصة على الغلاف الجوي لهذا الكوكب الخارجي. وسماءها الصافية تجعل 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 أهداف خالية من الضباب / خالية من الضباب أمرًا مهمًا لتعبئة جهود المجتمع لمراقبة أفضل الكواكب لرصد الغلاف الجوي المفصل.”
من “دليل الغلاف الجوي الواضح لـ WASP-62b: العملاق الغازي الوحيد في العبور المعروف في منطقة المشاهدة المستمرة لـ JWST.”
نظرًا لاتجاه وموقع JWST في الفضاء ، سيكون له منطقتان صغيرتان للعرض المستمر (CVZs). تتركز على كل قطب من مسير الشمس. يبتسم Fortune على Alam والعلماء الآخرين على الكواكب الخارجية لأن WASP-62b موجود في واحدة من CVZs الخاصة بـ Webb.
حتى أن فريق الباحثين تنبأ بما قد يجده JWST في الغلاف الجوي 62b. في ورقتهم ، كتبوا: “نتوقع أن ملاحظات JWST لـ WASP-62b ، في إطار برنامج ERS ، يمكنها اكتشاف Na بشكل قاطع (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 ، جادل المؤلفون من أجل متابعة ملاحظات WASP-62b مع JWST.
“استعدادًا لـ JWST ، يعد تحديد الأهداف الخالية من الضباب / الغيوم أمرًا مهمًا لتعبئة جهود المجتمع لمراقبة أفضل الكواكب لرصد الغلاف الجوي المفصل. على الرغم من أنه تم اقتراح أهداف بديلة منذ ذلك الحين ، فإن WASP-62 هو النجم الوحيد في JWST CVZ مع كوكب عملاق عبور معروف ومشرق بدرجة كافية لتوصيف عالي الجودة للغلاف الجوي عن طريق التحليل الطيفي العابر.
من المتوقع إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي في أواخر أكتوبر 2021.
