يمكن أن يكون الكوكب الناري WASP-76b – كوكب المشتري الساخن الذي يمطر الحديد – أكثر سخونة مما كان يعتقد سابقًا. الائتمان: ESO / M. كورنميسر
تعتبر شديدة الحرارة كوكب المشتري – مكان يتبخر فيه الحديد ويتكثف في الليل ثم يسقط من السماء مثل المطر كوكب خارج المجموعة الشمسية ربما أزيز أكثر مما كان يتصور العلماء.
أفاد فريق دولي ، بقيادة علماء من جامعة كورنيل وجامعة تورنتو وجامعة كوينز في بلفاست ، عن اكتشاف الكالسيوم المتأين على الكوكب – مما يشير إلى ارتفاع درجة حرارة الهواء عن المتوقع ، أو رياح قوية في الغلاف الجوي العلوي.
تم الاكتشاف بأطياف عالية الدقة تم الحصول عليها مع Gemini North بالقرب من قمة Mauna Kea في هاواي.
تمت تسمية كواكب المشتري الحارة بسبب ارتفاع درجة حرارتها ، نظرًا لقربها من نجومها. تم اكتشاف WASP-76b في عام 2016 ، على بعد حوالي 640 سنة ضوئية من الأرض ، ولكنه قريب جدًا من نجمه من النوع F ، وهو أكثر سخونة قليلاً من الشمس ، لدرجة أن الكوكب العملاق يدور كل 1 ، 8 أيام على الأرض.
نتائج البحث هي الأولى من مشروع متعدد السنوات بقيادة كورنيل ، الكواكب الخارجية مع المسح الطيفي للجوزاء ، أو ExoGemS ، الذي يستكشف تنوع الغلاف الجوي للكواكب.
“نظرًا لأننا نشعر عن بُعد بالعشرات من الكواكب الخارجية ، التي تغطي مجموعة من الكتل ودرجات الحرارة ، سنطور صورة أكثر اكتمالاً للتنوع الحقيقي للعوالم الفضائية – من تلك العوالم الدافئة بما يكفي لإيواء الأمطار الحديدية إلى الآخرين. مع مناخات أكثر اعتدالًا ، من هؤلاء قال المؤلف المشارك راي جاياواردهانا ، وهارولد تانر عميد كلية الآداب والعلوم في جامعة كورنيل وأستاذ علم الفلك ، “أثقل من كوكب المشتري بالنسبة للآخرين ليسوا أكبر بكثير من الأرض”.
“من اللافت للنظر أنه باستخدام التلسكوبات والأدوات الحديثة ، يمكننا بالفعل معرفة الكثير عن الغلاف الجوي – مكوناتها وخصائصها الفيزيائية ووجود السحب وحتى أنماط الرياح على نطاق واسع – الكواكب التي تدور حول النجوم على بعد مئات السنين الضوئية ، “قال Jayawardhana.
رصدت المجموعة ثلاثية نادرة من الخطوط الطيفية في ملاحظات شديدة الحساسية لجو كوكب خارج المجموعة الشمسية WASP-76b ، نُشرت في رسائل من مجلات الفيزياء الفلكية في 28 سبتمبر وعرضت في 5 أكتوبر في الاجتماع السنوي لشعبة علوم الكواكب في الجمعية الفلكية الأمريكية.
“نرى الكثير من الكالسيوم ؛ قال المؤلف الأول إميلي ديبرت ، طالبة الدكتوراه في جامعة تورنتو ، ومستشارها جاياواردهانا ، “إنها سمة قوية حقًا”.
قال ديبرت: “هذا الأثر الطيفي للكالسيوم المتأين يمكن أن يشير إلى أن كوكب خارج المجموعة الشمسية به رياح قوية جدًا في الغلاف الجوي العلوي”. “أو أن درجة حرارة الغلاف الجوي على كوكب خارج المجموعة الشمسية أعلى بكثير مما كنا نظن.”
نظرًا لأن WASP-76b محبوس في المد والجزر – حيث يواجه جانب واحد دائمًا النجم – فإن له جانبًا ليليًا دائمًا يتمتع بدرجة حرارة معتدلة نسبيًا تبلغ 2400 درجة. فهرنهايت حرارة متوسطة. يبلغ متوسط درجة حرارة جانبه النهاري المواجه للنجم 4400 درجة فهرنهايت.
قام ديبرت وزملاؤه بفحص منطقة درجة الحرارة المعتدلة على طرف الكوكب بين النهار والليل. وقالت: “الكوكب خارج المجموعة الشمسية يتحرك بسرعة في مداره ، وبهذه الطريقة تمكنا من فصل إشاراته عن ضوء النجوم”. “يمكنك أن ترى أن بصمة الكالسيوم على الأطياف تتحرك بسرعة مع الكوكب.”
استبيان ExoGemS – الذي يهدف إلى دراسة 30 كوكبًا أو أكثر – بقيادة جيك تيرنر ، الباحث في كارل ساجان في ناسابرنامج زمالة هابل ، وهو جزء من قسم علم الفلك في كورنيل (A&S) ، كما ينصح به Jayawardhana.
يواصل علماء الفلك تعميق معرفتهم لفهم الكواكب الخارجية ، والتي كانت تعتبر حلمًا قبل عقدين من الزمن. قال تيرنر: “إن عملنا وعمل باحثين آخرين يمهد الطريق لاستكشاف الغلاف الجوي للعوالم الأرضية خارج نظامنا الشمسي”.
المرجع: “الكشف عن الكالسيوم المتأين في جو كوكب المشتري فائق السخونة WASP-76b” بقلم إميلي ك.ديبرت وإرنست جي دبليو دي مووي وراي جاياواردانا وجيك دي تيرنر وأندرو رايدن هاربر ولوكا فوساتي وكالي إي هود ، جوناثان جيه فورتني ، لورا فلاج ، رايان ماكدونالد ، رومان ألارت وديفيد ك. سينغ ، 28 سبتمبر 2021 ، رسائل من مجلة الفيزياء الفلكية.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac2513
ومن بين مؤلفي المقال الآخرين إرنست جي دبليو دي مويج من جامعة كوينز في بلفاست. لوكا فوساتي من الأكاديمية النمساوية للعلوم ؛ كالي إي هود وجوناثان ج. فورتني ، وكلاهما من جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ؛ رومان ألارت من جامعة مونتريال ؛ وديفيد ك. سينغ من جامعة جونز هوبكنز. كان من بين الكورنيليين الباحثان أندرو ريدين هاربر ولورا فلاج ، وكلاهما في مجموعة جاياواردهانا ، وريان ماكدونالد. تم تمويل جزء من هذا البحث من قبل وكالة ناسا.
الجوزاء الشمالية هي جزء من مرصد الجوزاء الدولي ، وهو برنامج تابع لمؤسسة العلوم الوطنية NOIRLab.
