عاجل.. تليسكوب "ويب" يكشف أسرار أكثر أنواع الكواكب شيوعًا في درب التبانة

يقوم علماء الفلك بسحب الحجاب الضبابي عن أكثر أنواع الكواكب شيوعًا في مجرة درب التبانة - وربما الأكثر غموضًا - وهو ما يسمى بالكواكب الفرعية نبتون.

 

لا توجد هذه الكواكب بين كواكب نظامنا الشمسي، وهي عوالم غازية، وكما يوحي اسمها، فإن حجمها يقع بين حجم الأرض وحجم نبتون.

 

تم اكتشاف الغلاف الجوي تحت نبتون لأول مرة بواسطة تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لوكالة ناسا ، وقد ثبت أنه من المستحيل استكشاف الغلاف الجوي تحت نبتون بسبب كونه محاطًا بالضباب.

 

ومع ذلك، كشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن هناك كوكبًا خارجيًا فرعيًا لنبتون على الأقل - TOI-421 b - واضح وجاهز لإظهار أسراره.

 

وقالت إليزا كيمبتون، معدة البحث وأستاذة علم الفلك بجامعة ميريلاند في كوليدج بارك، في بيان: "لقد انتظرت طوال مسيرتي المهنية أن يتمكن ويب من توصيف أجواء هذه الكواكب الأصغر بشكل مفيد".

 

"من خلال دراسة الغلاف الجوي الخاص بها، نحصل على فهم أفضل لكيفية تشكل الكواكب الفرعية لنبتون وتطورها، وجزء من ذلك هو فهم سبب عدم وجودها في نظامنا الشمسي."

 

يقع كوكب TOI-421 b على بُعد حوالي 245 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الجبار، جنوب كوكبة الجبار.

 

 والأهم من ذلك، أن درجة حرارته تبلغ حوالي 1340 درجة فهرنهايت.

 

وتساءل كيمبتون: لماذا رصدنا هذا الكوكب، TOI-421 b؟ لأننا ظننا أنه ربما لا يحتوي على ضباب مؤكدًا أن السبب هو أن هناك بعض البيانات السابقة التي تشير إلى أن الكواكب الموجودة فوق نطاق معين من درجات الحرارة قد تكون أقل غموضاً بالضباب أو السحب من غيرها."

 

تحت هذا المستوى، من المتوقع حدوث تفاعلات كيميائية ضوئية بين ضوء الشمس وغاز الميثان، مما يُسبب الضباب.

و تبلغ هذه العتبة حوالي 1070 درجة فهرنهايت، أي أقل بكثير من درجة حرارة كوكب TOI-421 b، الذي لا يحتوي على ميثان.

 

وأضاف عالم الفلك في ماريلاند برايان دافنبورت في بيان: "لقد رأينا سمات طيفية نعزوها إلى غازات مختلفة، وهو ما سمح لنا بتحديد تركيب الغلاف الجوي".

 

"بينما بالنسبة للعديد من الكواكب الفرعية لنبتون الأخرى التي تمت ملاحظتها سابقًا، فإننا نعلم أن غلافها الجوي يتكون من شيء ما، ولكن يتم حجبه بواسطة الضباب."

 

وجد الباحثون أن غلاف TOI-421 b الجوي يحتوي على بخار الماء، بالإضافة إلى آثار أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت. 

 

وإلى جانب نقص الميثان، لم يرصد الفريق أي ثاني أكسيد الكربون.

 

ويعتقد الفريق أيضًا أن المنطقة الفرعية لنبتون تحتوي على كمية كبيرة من الهيدروجين خفيف الوزن في غلافها الجوي - وهو الاكتشاف الذي جاء بمثابة مفاجأة إلى حد ما.

 

قالت كيمبتون: "كنا قد اقتنعنا مؤخرًا بفكرة أن تلك الكواكب الفرعية لنبتون التي رصدها ويب كانت ذات أجواء جزيئية ثقيلة، فصار هذا توقعنا". وأضافت: "ثم وجدنا العكس".

 

ويضيف هذا، كما لاحظ الباحثون، إلى فكرة أن TOI-421 b ربما تطور بطريقة مختلفة عن الكواكب الفرعية الأكثر برودة في نبتون والتي لاحظها علماء الفلك من قبل.

 

وهناك فرق آخر بين TOI-421 b والكواكب الفرعية لنبتون الأخرى التي رصدها ويب حتى الآن، وهو أن العالم الذي تمت دراسته حديثًا يدور حول نجم يشبه الشمس، وليس حول قزم أحمر أبرد وأصغر.

في الواقع، يبدو أن الغلاف الجوي الغني بالهيدروجين لكوكب TOI-421 b يحاكي الغلاف الجوي لنجمه المضيف.

 

وقالت اليزا كيمبيون:"إذا أخذت  نفس الغاز الذي شكل النجم المضيف، ووضعته فوق الغلاف الجوي لكوكب ووضعته في درجة حرارة أقل بكثير من درجة حرارة هذا الكوكب، فستحصل على نفس مزيج الغازات".

 

وقالت "إن هذه العملية تتوافق أكثر مع الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي - وهي مختلفة عن الكواكب الفرعية لنبتون الأخرى التي لابد وأن تم رصدها باستخدام ويب حتى الآن."

 

أما بالنسبة لما إذا كانت جميع الكواكب الفرعية لنبتون الموجودة حول النجوم الشبيهة بالشمس تشبه كوكب TOI-421 b الصغير الساخن، أو ما إذا كانت الكواكب الخارجية متنوعة للغاية في طبيعتها، فإن هناك حاجة إلى المزيد من الملاحظات للكواكب الفرعية لنبتون، كما قال الباحثون.

وقال دافنبورت: "لقد اكتشفنا طريقة جديدة للنظر إلى هذه الكواكب الفرعية لنبتون".

 

"هذه الكواكب ذات درجة الحرارة المرتفعة قابلة للتمييز؛ لذا، من خلال النظر إلى الكواكب الفرعية لنبتون التي تتمتع بهذه الدرجة من الحرارة، ربما نكون أكثر قدرة على تسريع قدرتنا على التعرف على هذه الكواكب.