كوكب خارج المجموعة الشمسية المتطرفة – كوكب المشتري شديد الحرارة حيث تمطر فيه الحديد – أكثر غرابة مما كان يعتقد في الأصل

تعتبر شديدة الحرارة كوكب المشتري – مكان يتبخر فيه الحديد ، ويتكثف على الجانب الليلي ثم يسقط من السماء مثل المطر – الناري ، الذي يشبه الجحيم WASP-76b كوكب خارج المجموعة الشمسية قد يكون أكثر إثارة مما أدركه العلماء.

أفاد فريق دولي ، بقيادة علماء في جامعة كورنيل وجامعة تورنتو وجامعة كوينز بلفاست ، عن اكتشاف الكالسيوم المتأين على الكوكب – مما يشير إلى ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي أكثر مما كان يعتقد سابقًا ، أو رياح قوية في الغلاف الجوي العلوي.

تم الاكتشاف في أطياف 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 ، بحيث يكمل الكوكب العملاق مدارًا واحدًا كل 1.8 يوم أرضي.

نتائج البحث هي الأولى من مشروع متعدد السنوات بقيادة كورنيل ، الكواكب الخارجية مع مسح الجوزاء الطيفي ، أو ExoGemS ، الذي يستكشف تنوع الغلاف الجوي للكواكب.

“أثناء قيامنا بالاستشعار عن بعد لعشرات الكواكب الخارجية ، التي تغطي مجموعة من الكتل ودرجات الحرارة ، سنطور صورة أكثر اكتمالاً للتنوع الحقيقي للعوالم الفضائية – من تلك الحارة بدرجة كافية لإيواء أمطار حديدية إلى أخرى ذات مناخات أكثر اعتدالًا ، من قال المؤلف المشارك راي جاياواردانا وهارولد تانر عميد كلية الآداب والعلوم بجامعة كورنيل وأستاذ علم الفلك:

“من اللافت للنظر أنه باستخدام التلسكوبات والأدوات الحديثة ، يمكننا بالفعل معرفة الكثير عن الغلاف الجوي – مكوناتها ، وخصائصها الفيزيائية ، ووجود السحب وحتى أنماط الرياح واسعة النطاق – للكواكب التي تدور حول النجوم على بعد مئات السنين الضوئية ، “قال Jayawardhana.

رصدت المجموعة ثلاثية نادرة من الخطوط الطيفية في ملاحظات شديدة الحساسية للغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية WASP-76b ، نُشر في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية في 28 سبتمبر وعرضت في 5 أكتوبر في الاجتماع السنوي لشعبة علوم الكواكب في الجمعية الفلكية الأمريكية.

“نحن نشهد الكثير من الكالسيوم ؛ قالت الكاتبة الأولى إميلي ديبرت ، طالبة الدكتوراه في جامعة تورنتو ، ومستشارها جاياواردانا ، “إنها ميزة قوية حقًا”.

قال ديبرت: “هذا التوقيع الطيفي للكالسيوم المتأين يمكن أن يشير إلى أن كوكب خارج المجموعة الشمسية له 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 مغلق بشكل مدّي – في هذا الجانب منه دائمًا يواجه النجم – فإنه يحتوي على جانب ليلي دائم يتميز بدرجة حرارة رائعة نسبيًا تبلغ 2400 درجة فهرنهايت معدل الحرارة. جانبه النهاري المواجه للنجم يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة فيه 4400 درجة فهرنهايت.

قامت ديبرت وزملاؤها بفحص منطقة درجة الحرارة المعتدلة ، على أطراف الكوكب بين النهار والليل. وقالت: “يتحرك كوكب خارج المجموعة الشمسية 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 ، زميل كارل ساجان في ناسابرنامج زمالة هابل ، الموجود في قسم علم الفلك بجامعة كورنيل (A&S) ، كما ينصح به Jayawardhana.

يواصل علماء الفلك التعمق أكثر في فهم الكواكب الخارجية – التي كانت مجرد حلم قبل عقدين من الزمن. قال تيرنر: “إن عملنا وعمل باحثين آخرين يمهد الطريق لاستكشاف أجواء العوالم الأرضية خارج نظامنا الشمسي”.

المرجع: “الكشف عن الكالسيوم المتأين في الغلاف الجوي للمشتري 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 مجلة الفيزياء الفلكية.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac2513

ومن بين المؤلفين الآخرين في الورقة إرنست جي دبليو دي مويج من جامعة كوينز 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 الباحثين في جامعة كورنيل أندرو ريدين-هاربر ولورا فلاج ، وكلاهما في مجموعة جاياواردهانا ، وريان ماكدونالد. تم تمويل أجزاء من هذا البحث من قبل وكالة ناسا.

Gemini North هو جزء من مرصد الجوزاء الدولي ، وهو برنامج تابع لمؤسسة العلوم الوطنية NOIRLab.