كشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي تفاصيل جديدة حول الغلاف الجوي للكوكب WASP-107b، وهو كوكب خارج المجموعة الشمسية يطلق عليه اسم "كوكب الفشار" بسبب طبيعته المنتفخة. تكشف النتائج الأخيرة عن عدم تناسق مدهش بين الشرق والغرب في غلافه الجوي، وهي ميزة لم يسبق لها مثيل من قبل، والتي تلقي ضوءًا جديدًا على الظروف الجوية الديناميكية لهذا الجسم الفريد.

رسم توضيحي للكوكب الخارجي WASP-107b الذي يدور حول نجمه المضيف. يستند هذا الرسم التوضيحي إلى عمليات رصد العبور من أداة NIRCam التابعة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا وغيرها من التلسكوبات الفضائية والأرضية. مصدر الصورة: راشيل أمارو، جامعة أريزونا

أصبح "Popcorn Planet" الساحر مركز الاهتمام مرة أخرى! باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التابع لناسا، اكتشف فريق دولي من علماء الفلك تفاصيل جديدة حول الغلاف الجوي للكوكب WASP-107b، وهو كوكب خارجي توسع غلافه الجوي بسبب تسخين المد والجزر. أثبت WASP-107b، الذي وصفه الباحثون سابقًا بأنه "كوكب الفشار" منخفض الكثافة للغاية، مرة أخرى أنه موضوع رائع للدراسة، حيث يكشف غلافه الجوي الموسع والحيوي عن ميزات أكثر إثارة للدهشة.

WASP-107b هو كوكب غازي عملاق بنفس حجم كوكب المشتري، ولكن كتلته تبلغ عُشر كتلته فقط. الآن، قدمت تقنيات المراقبة المتقدمة لـ JWST نظرة أقرب، وكشفت عن عدم تناسق غير متوقع بين الشرق والغرب في غلافه الجوي - وهي المرة الأولى التي يتم فيها رصد مثل هذه التفاصيل في كوكب خارج المجموعة الشمسية.

وأوضح المؤلف المشارك لويس ويلبانكس، وهو باحث في 51Pegasib في كلية استكشاف الأرض والفضاء بجامعة ولاية أريزونا: "أظهرت نتائجنا السابقة أن WASP-107b كان يتوسع بشكل غير عادي، كما لو كان الكوكب يفرقع الفشار تحت حرارته". "باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، يمكننا الحصول على فهم أوضح للوضع ثلاثي الأبعاد في غلافه الجوي. وتبين أن هناك المزيد لنستمتع به!"

نُشر البحث في 24 سبتمبر في مجلة Nature Astronomy. قاد البحث ماثيو مورفي، وهو طالب دراسات عليا في مرصد ستيوارت بجامعة أريزونا، وشارك فيه أيضًا ويلبانكس والأستاذ المشارك مايكل لاين من جامعة ولاية أريزونا.

اكتشاف جديد يسلط الضوء على عدم التماثل في الغلاف الجوي

في وقت سابق من عام 2024، وجدت دراسة سابقة أجراها باحثون من جامعة ولاية أريزونا أن درجة الحرارة الداخلية والكتلة الأساسية للكوكب WASP-107b كانت أعلى بكثير مما كان مفترضًا سابقًا، وذلك بفضل التحليل الطيفي واسع النطاق الذي اكتشف في نفس الوقت جزيئات الكربون والأكسجين والنيتروجين والكبريت. والآن، كشفت إعادة تحليل عمليات رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن عدم تناسق بين الشرق والغرب في الغلاف الجوي. تشير هذه الميزة إلى الاختلافات في خصائص جانبي الكوكب الخارجي.

قال لاين: "إن أصل عدم التناسق هذا مثير للفضول. في حين أن تحليلنا الأولي يشير إلى أن هذا التباين قد يكون بسبب كون أحد جانبي الكوكب أكثر غيومًا من الجانب الآخر، فقد يكون مرتبطًا أيضًا بالطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الغلاف الجوي للكوكب". "يبدو الأمر كما لو أن أحد جوانب WASP-107b يطهى بشكل أسرع من الجانب الآخر!"

WASP-107b مقيد مديًا بنجمه، مما يعني أن أحد جانبيه يواجه النجم دائمًا ويغمره ضوء النهار المستمر، بينما يكون الجانب الآخر في الظلام بشكل دائم. هذه الحالة، بالإضافة إلى الجاذبية المنخفضة للكوكب وحالته المتوسعة، تجعل من WASP-107b مرشحًا مثاليًا لدراسة العمليات الفريدة التي تحدث في أجواء الكواكب الخارجية.

ولدراسة الغلاف الجوي للكوكب، استخدم الباحثون تقنية تسمى التحليل الطيفي للإرسال، والتي تحلل ضوء النجوم الذي يمر عبر الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية أثناء مروره أمام نجمه. سمحت حساسية تلسكوب جيمس ويب الفضائي العالية للفريق بفصل وفحص الإشارات الواردة من الحواف الشرقية والغربية للغلاف الجوي بشكل منفصل، وهو مستوى من التفاصيل لم يتم تحقيقه من قبل.

قال ويلبانكس: "إن الدقة العالية لأداة تلسكوب جيمس ويب الفضائي تشبه تجهيز الكوكب بعدسة مكبرة". "يمكننا الآن مراقبة العمليات المحددة التي تحدث على كل جانب من الغلاف الجوي لـ WASP-107b، مما يوفر رؤى قيمة حول كيفية عمل المناخ في ظل هذه الظروف القاسية."

الخلاصة: البحوث المستقبلية والآثار المترتبة عليها

تبلغ درجة حرارة الغلاف الجوي لـ WASP-107b حوالي 890 درجة فهرنهايت، وهي تقع في النطاق المتوسط ​​بين كواكب النظام الشمسي وأكثر الكواكب الخارجية سخونة المعروفة. وهذا يجعله هدفًا مهمًا لفهم ديناميكيات المناخات والأجواء الجوية المختلفة على الكواكب الخارجية.

وقال مورفي: "تقليدياً، لم تنجح تقنيات المراقبة لدينا بشكل جيد مع هذه الكواكب متوسطة الحجم، لذلك هناك الكثير من الأسئلة المفتوحة والمثيرة التي يمكننا البدء في الإجابة عنها أخيراً". "على سبيل المثال، تخبرنا بعض نماذجنا أن الكواكب مثل WASP-107b لا ينبغي أن يكون لديها هذا عدم التماثل على الإطلاق - لذلك نحن نتعلم بالفعل أشياء جديدة."

ويخطط الباحثون الآن لإجراء ملاحظات إضافية للتعمق أكثر في دوافع عدم التماثل في الغلاف الجوي. ستساعد هذه الدراسات المستمرة علماء الفلك على حل لغز كيفية احتفاظ هذا الكوكب الخارجي المنتفخ ببنيته وكيفية تفاعل الحرارة والرياح وكيمياء الغلاف الجوي لخلق الظروف الفريدة التي لوحظت على WASP-107b.

تم جمعها من / SciTechDaily