يستكشف علماء الفلك الغلاف الجوي المصغر لنبتون

شمس غريبة مع بروزات وبقع ، مع دائرة سوداء صغيرة أمامها.

مفهوم الفنان لكوكب نبتون خارج المجموعة الشمسية المصغر GJ 3470 بالعبورأو يمر أمام نجمه القزم الأحمر. في الدراسة الجديدة ، استخدم علماء الفلك عبور وخسوف كوكب خارج المجموعة الشمسية للحصول علىالتحليل الطيفيبيانات حول الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية. الصورة عبر وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / د. لاعب/UdeMNews.

لا توجد الكواكب بين الأرض ونبتون في الحجم في نظامنا الشمسي ، ولكن يبدو أنها شائعة في أماكن أخرى. إنها تقاطع بين الصخور في نظامنا الشمسيالكواكب الأرضيةولهعمالقة الجليد. الآن ، وللمرة الأولى ، تمكن علماء الفلك من تحليل الغلاف الجوي لأحد هذه العوالم البعيدة 'متوسطة الحجم' ، والتي تُعرف بالفئة ،ميني نبتون.

المراجعة الأقرانكانت النتائجأعلنفي 2 يوليو 2019 ، عبر Hubblesite ونشرتفي المجلةعلم الفلك الطبيعيفي 1 يوليو 2019.

الكوكبجليس 3470 ب، وهو نبتون صغير يدور حول أنجم القزم الأحمر. يزن 12.6 كتلة أرضية محسوبة ، مما يجعلها أكبر بكثير من الأرض ولكن أقل كتلة من نبتون في نظامنا الشمسي (17 كتلة أرضية). إذا تم وضعه في نظامنا الشمسي ، فإن Gliese 3470 b سيتناسب بشكل جيد بين الأرض ونبتون من حيث الحجم. يُعتقد أن للكوكب قلبًا صخريًا كبيرًا مدفونًا تحت جو عميق ساحق من الهيدروجين والهيليوم.

كوتاواي تظهر طبقات الكوكب. رسم تخطيطي لنظامه الشمسي مع مدار الكوكب وقرص حطام الغبار وخط الصقيع المسمى.

رسم توضيحي للفنان لكل من الغلاف الجوي والداخل لـ GJ 3470 b (أعلى) ، بالإضافة إلى الشكل الذي قد يبدو عليه النظام عندما كان قرص الحطام المحيط بالنجم لا يزال موجودًا حول النجم (أسفل). الصورة عبر وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / إل. Hustak (STScI) /هوبليسايت.

بفضل وكالة ناساهابلوسبيتزرتلسكوبات فضائية ، تمكن العلماء من دراسة الغلاف الجوي لـ Gliese 3470 b ، وهي المرة الأولى التي يتم فيها ذلك لكوكب من هذا النوع. وفقبيورن بينيكيفي جامعة مونتريال في كندا:

هذا اكتشاف كبير من منظور تكوين الكوكب. يدور الكوكب بالقرب من النجم وهو أقل كتلة بكثير من كوكب المشتري - كتلة الأرض 318 مرة - ولكنه تمكن من تجميع الغلاف الجوي البدائي للهيدروجين والهيليوم والذي 'غير ملوث' إلى حد كبير بالعناصر الأثقل. ليس لدينا أي شيء كهذا في النظام الشمسي ، وهذا ما يجعله مذهلاً.



تمكن الباحثون من تحليل تكوين الغلاف الجوي عن طريق قياس امتصاص ضوء النجوم أثناء مرور الكوكب أمام النجم ثم مر خلفه. عندما يتحرك الكوكب أمام النجم ، هذا هوعبور، تمامًا كما هو الحال عندما يمكن رؤية الكواكب الداخلية للشمس ، عطارد أو الزهرة ، وهي تعبر الشمس كما تُرى من الأرض. عندما يتحرك إلى الخلف ، يكون هذا خسوفًا. لاحظ هؤلاء الفلكيون 12 مرة عبور و 20 خسوفًا في المجموع ، مما أعطاهم بيانات كافية لتحليل الغلاف الجوي باستخدامالتحليل الطيفي(باستخدام الضوء لتحديد البصمات الكيميائية للغازات في الغلاف الجوي). كما قال بينيكي:

لأول مرة لدينا بصمة طيفية لمثل هذا العالم.

طلق في الرأس لرجل أبيض مبتسم ذو شعر قصير وقميص أزرق.

عالم الفلك بيورن بينيكي ، عبرUdeMNews.

كما اتضح أن الغلاف الجوي كان في الغالب صافياً ، مع وجود القليل من الضبابيات ، مما يجعل دراسة تركيبته أسهل بكثير. كان هذا مفاجئًا بعض الشيء ، وفقًا لـ Benneke:

لقد توقعنا جوًا غنيًا بقوة بالعناصر الثقيلة مثل الأكسجين والكربون والتي تشكل بخار ماء وفير وغاز الميثان ، على غرار ما نراه في نبتون. بدلاً من ذلك ، وجدنا جوًا فقيرًا جدًا في العناصر الثقيلة بحيث يشبه تركيبه التركيب الغني بالهيدروجين / الهيليوم للشمس. إذا كان الكوكبتشكلت أبعد من النجم، حيث يمكن أن يتكثف الماء والجليد الفلكي الآخر ، كنا نتوقع رؤية المزيد من الماء والميثان في الغلاف الجوي.

الأرض بجوار كوكب أزرق أكبر عديم الملامح.

يوضح مفهوم الفنان مقارنة الحجم بين GJ 3470 b والأرض. صورة عبرRadialvelocity / Wikipedia / CC BY-SA 4.0.

على الرغم من وجود المزيد من البيانات حول الكوكب الآن ، لا يزال هناك سؤال حول كيفية تصنيفها ، وفقًا لبينيك. هل ينبغي أن يطلق عليه اسم نبتون صغير كما هو مشار إليه الآن ، أو بالأحرى أسوبر إيرث(أكبر من الأرض ولكن أصغر من نبتون المصغر النموذجي)؟

أو هل يمكن أن يكون هذا الكوكب مشابهًا لـكواكب المشتري الساخنة، كواكب عملاقة تشبه كوكب المشتري لكنها تدور بالقرب من نجومها؟ على عكس كواكب المشتري الحارة النموذجية ، والتي يُعتقد أنها تتشكل بعيدًا عن نجومها ثم تهاجر إلى الداخل ، يعتقد بينيت أن Gliese 3470 b تشكل تمامًا حيث يدور اليوم. لقد وضع نظرياته في البداية على شكل كوكب صخري جاف ثم تراكم الهيدروجين بسرعة منالقرص المحيطيمن الغاز والغبار حول النجم ، وأن القرص تبدد قبل أن يصبح الكوكب أكبر:

نرى جسمًا كان قادرًا على تجميع الهيدروجين من قرص الكواكب الأولية ، لكنه لم يهرب ليصبح كوكب المشتري الساخن. هذا نظام مثير للاهتمام. توقف الكوكب عن كونه نبتون فرعيًا.

يعد Gliese 3470 b مجرد مثال واحد على كوكب متوسط ​​الحجم ، بالطبع ، لكن معرفة تكوين غلافه الجوي يساعد علماء الفلك على فهم كيفية تشكل هذه العوالم الفريدة وتطورها ، على الأقل بالمعنى العام. هذا مهم ، حيث يبدو أنهم أحد أكثر أنواع الكواكب شيوعًا.

عائمة في الفضاء ، مركبة فضائية ذات مرآة كبيرة منحنية مصنوعة من سداسيات ذهبية.

مفهوم الفنان لتلسكوب جيمس ويب الفضائي القادم. سيكون قادرًا على دراسة الغلاف الجوي لـ Gliese 3470 b والكواكب الخارجية الأخرى بتفاصيل أكبر من أي وقت مضى. الصورة عبر شركة نورثروب جرومان /جزمودو.

سيكون من المثير للاهتمام أيضًا أن نرى كيف تختلف نبتون المصغرة عن الأرض الفائقة ، والتي هي أيضًا أكبر من الكواكب بحجم الأرض (0.8 إلى 1.25 Earth-نصف قطر) ، ولكن أصغر قليلاً من نبتون الصغيرة (2 إلى 4 أنصاف أقطار الأرض). يُعتقد أن معظم الكواكب الفائقة صخرية ، وقد يكون لبعضها محيطات عالمية على أسطحها ، وفقًا لبحث حديث. إلى جانب الكواكب الأرضية الفائقة ، يُعتقد الآن أن نبتون المصغرة هي أكثر أنواع الكواكب شيوعًا في مجرتنا.

في المستقبل القريب نسبيًا ، القادمتلسكوب جيمس ويب الفضائيسوف نلقي نظرة أيضًا على Gliese 3470 b ودراسة غلافه الجوي بتفاصيل أكبر من خلال مشاهدته في الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء. سيرصد علماء الفلك عبور وخسوف GJ 3470 b عند أطوال موجات ضوئية حيث تصبح ضباب الغلاف الجوي شفافة بشكل متزايد.

خلاصة القول: لأول مرة ، حلل علماء الفلك الغلاف الجوي لكوكب خارجي متوسط ​​الحجم أكبر بكثير من الأرض ، ولكنه أصغر من كوكب نبتون.

المصدر: كوكب خارج المجموعة الشمسية الفرعية من نبتون مع جو مستنفد للميثان منخفض الفلزية وغيوم منتشرة.

عبر Hubblesite

عبر UdeMNouvelles