قد يفسر خزان الميثان المنخفض بشكل مدهش كيف نما كوكب حول نجم قريب منتفخًا بشكل غريب، وفقًا لملاحظات جديدة. تلسكوب جيمس ويب الفضائي يقول علماء الفلك إن هذا الاكتشاف يُظهر أن الأجواء الكوكبية يمكن أن تتضخم بشكل كبير دون استخدام النظريات العميقة لتكوين الكواكب.
“تشير بيانات ويب إلى أن الكواكب مثل WASP-107 b ذات النواة الصغيرة للغاية والغلاف الغازي الكبير لم يكن من الضروري أن تتشكل بطريقة غريبة.” مايكل لينعالم الكواكب خارج المجموعة الشمسية في جامعة ولاية أريزونا، أ تقرير. “بدلا من ذلك، يمكننا أن نأخذ شيئا آخر نبتونوبدون وجود الكثير من الصخور والكثير من الغاز، ما عليك سوى خفض درجة الحرارة ورؤية كيف تشعر”.
تم اكتشاف WASP-107 b من قبل اتحاد البحث واسع الزاوية عن الكواكب (WASP) في عام 2017 عند حوالي 200 شخص. سنة ضوئية من أرض في كوكبة العذراءوهو الأخف بين أكثر من 5000 كوكب خارجي تم اكتشافه حتى الآن. تقريبا كبيرة بالرغم من ذلك يوم الخميسيبلغ وزن WASP-107 b 12% فقط من الوزن عملاق الغازكتلته تساوي 30 كتلة الأرض. للسياق، كتلة المشتري الواحدة تساوي تقريبًا 318 كتلة الأرض. ويقول الفريق إن الكوكب منتفخ للغاية لدرجة أنه يمكن مقارنة كثافته بخطمي الميكروويف.
متعلق ب: يعد كوكب كوتون كاندي خارج المجموعة الشمسية ثاني أخف كوكب تم اكتشافه على الإطلاق
من الملاحظات السابقة لحجم WASP-107 b وكتلته وعمره، اشتبه علماء الفلك في وجود نواة صخرية صغيرة محاطة بخزان من غازات الهيدروجين والهيليوم. ومع ذلك، فإن مثل هذا السيناريو يفشل في تفسير الجرم السماوي المتضخم بشكل كامل، على الرغم من أنه يدور حول نجمه على مسافة سُبع المسافة. الزئبق ولا تتلقى شمسنا ما يكفي من الطاقة من نجمها لمراعاة كثافتها الشبيهة بالقطن. وبدلاً من ذلك، إذا كان قلب الكوكب يحتوي بالفعل على كتلة أكبر من المتوقع، يقول العلماء إن الغلاف الجوي كان سينكمش مع انخفاض حرارة الكوكب. وقتوهذا يعني أنه كان من الممكن أن يكون أصغر مما لوحظ.
الآن، باستخدام بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي، بالإضافة إلى الملاحظات السابقة تلسكوب هابل الفضائي – ربما قامت مجموعتان مستقلتان من علماء الفلك بحل اللغز. باختصار، وجدوا أن نسبة الميثان الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب تمثل واحدًا على الألف مما هو متوقع لهذا العالم. ولأن الميثان غير مستقر عند درجات الحرارة المرتفعة، فإن الكمية المنخفضة بشكل مدهش هي دليل على أن الغاز الموجود في أعماق الكوكب “يختلط بشكل نشط مع الطبقات الباردة الأعلى”، كما يقول علماء الفلك. ديفيد سينغ وقالت جامعة جونز هوبكنز (JHU) في ماريلاند، التي قادت إحدى الدراستين الجديدتين، في بيان لها. “على الرغم من أننا وجدنا جزيئات أخرى حاملة للكربون، إلا أننا وجدنا عددًا قليلاً جدًا منها، مما يشير إلى أن باطن الكوكب يجب أن يكون أكثر دفئًا بكثير مما كنا نعتقد”.
ويقول الباحثون إن WASP-107 b يدور حول نجمه كل 5.7 يومًا في مدار غير دائري تمامًا، مما يسبب الحرارة الزائدة. تعمل الجاذبية الثابتة للنجم على WASP-107 b، والتي تختلف عبر المسافة من نجمه، على تمديد وتقليص شكل الكوكب، وبالتالي تسخينه. على الأرض، قوة مماثلة من خلال القمر يسبب المد والجزر العالية والمنخفضة.
يتحد قلب الكوكب الساخن مع حرارة المد والجزر القادمة من نجمه لتغيير كيمياء الغازات العميقة للكوكب. ظفار رستمكولوفطالب دراسات عليا في JHU وشارك في تأليف إحدى الدراستين الجديدتين تقرير من الجامعة. “هذه الحرارة تسبب تغيرا كيميائيا في الغازات، وخاصة تدمير غاز الميثان وإنتاج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون.”
وفي عام 2020، اكتشف فريق من علماء الفلك، بما في ذلك سينغ، الهيليوم في الغلاف الجوي للكوكب WASP-107 b، وهو ما يمثل أول اكتشاف لهذا الغاز في كوكب خارج المجموعة الشمسية. وتم اكتشاف هذا العنصر مبدئيا في عام 2018 قبل أن يتواجد في العالم واثق وبعد عامين، شوهد وهو يمتد إلى الفضاء على شكل سحابة خافتة. مع تحرك الغلاف الجوي للكوكب حتى الآن، يقول علماء الفلك إن الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن نجم WASP-107 b تجرد العالم من هوائه ببطء – حوالي 0.1% إلى 4% من كتلة غلافه الجوي كل مليار سنة، بشكل أكثر دقة، مما يؤدي إلى ظهور مذنب. . – كما يتراجع الذيل خلف الكرة.
بفضل الانتفاخ العالي للغاية للكوكب، يستطيع علماء الفلك رؤية غلافه الجوي أعمق بنحو 50 مرة من عالم يشبه كوكب المشتري. في العام الماضي، على سبيل المثال، أظهرت عمليات رصد JWST للغلاف الجوي للكوكب WASP-107 b ذلك. المطر الرملي على الكوكب.
تم وصف هذه الدراسة اثنين دراسات نُشر يوم الإثنين (20 مايو) في مجلة Nature.
