في “اكتشاف مثير”.. هابل يرصد بخار الماء في الغلاف الجوي لكوكب خارجي صغير وحار

اكتشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب هابل الفضائي أن الغلاف الجوي لكوكب صغير نسبيا خارج المجموعة الشمسية غني ببخار الماء.

ويمكن للكوكب المسمى GJ 9827d والذي يبلغ قطره ضعف قطر الأرض تقريبا، أن يكون مثالا للكواكب المحتملة ذات الأغلفة الجوية الغنية بالمياه في أماكن أخرى من مجرتنا.

ومع ذلك، فإن سطح الكوكب ساخن بدرجة كافية لإذابة الرصاص، ما يعني أنه عالم مشبع بالبخار وغير مضياف للحياة كما نعرفها.

وبشكل أكثر تحديدا، يقول الفريق الذي يقف وراء هذا الاكتشاف إن الكوكب الخارجي (خارج المجموعة الشمسية) يظهر درجات حرارة تشبه كوكب الزهرة تبلغ 400 درجة مئوية (752 درجة فهرنهايت).

وعلى الرغم من أن العلماء اكتشفوا بخار الماء في الغلاف الجوي للعديد من الكواكب خارج المجموعة الشمسية من قبل، فإن ملاحظات تلسكوب هابل لهذا العالم الحار والبخاري، GJ 9827d، تمثل أصغر كوكب خارجي تم العثور حوله على هذا العنصر الحيوي للحياة حتى الآن.

وفي الواقع تم اكتشاف GJ 9827d بواسطة تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لناسا في عام 2017. ويكمل مداره حول نجم قزم أحمر كل 6.2 يوم. ويقع النجم GJ 9827 على بعد 97 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الحوت. وهذا الكوكب هو مجرد واحد من ثلاثة عوالم شبيهة بالأرض تدور حول هذا النجم، الذي يبدو أن عمره نحو 6 مليارات سنة.

وقال عضو الفريق بيورن بينيكي من جامعة مونتريال: “ستكون هذه هي المرة الأولى التي يمكننا فيها أن نظهر بشكل مباشر من خلال الكشف الجوي أن هذه الكواكب ذات الأغلفة الجوية الغنية بالمياه يمكن أن توجد بالفعل حول نجوم أخرى. وهذه خطوة مهمة نحو تحديد مدى انتشار وتنوع الأغلفة الجوية على الكواكب الصخرية”.

ويشار إلى أن طبيعة هذه الكواكب الصغيرة التي يتراوح حجمها بين ضعفي وثلاثة أضعاف حجم الأرض، “غير مؤكدة حقا”. ويقول العلماء إنها “يمكن أن تكون أرضا فائقة حقيقية، ذات نواة صخرية كبيرة وغلاف جوي رقيق، أو يمكن أن تكون شيئا مختلفا تماما، مثل عالم مائي يتكون في الغالب من الجليد المائي الذي لا يوجد له نظير في نظامنا الشمسي”.

عالم مائي أم نبتون صغير غني بالهيدروجين؟

راقب هابل GJ 9827d لمدة ثلاث سنوات وشاهد العالم يعبر أمام نجمه 11 مرة. ولأن العناصر والمركبات الكيميائية تمتص الضوء بأطوال موجية مميزة، فعندما يمر الضوء من النجم الأم عبر الغلاف الجوي للكوكب، فإنه يحمل بصمات العناصر التي يتكون منها الكوكب نفسه.

وحاليا، ما يزال علماء الفلك الذين يقفون وراء هذا الاكتشاف غير متأكدين مما إذا كان هابل قد اكتشف كمية صغيرة من الماء في غلاف جوي منتفخ وغني بالهيدروجين عندما فحص GJ 9872d، أو إذا كان الغلاف الجوي للكوكب يتكون في الغالب من الماء، والذي تركه بعد تبخر الغلاف الجوي البدائي للهيدروجين/الهيليوم تحت الإشعاع النجمي.

وإذا كان GJ 9872d قد أمضى حياته البالغة 6 مليارات سنة بالقرب من نجمه الأم، فمن المفترض أن يؤدي الإشعاع المكثف إلى غليان أي هيدروجين بدائي، تاركا الكوكب الصغير بغلاف جوي يهيمن عليه بخار الماء. ويبدو أن هذا مدعوما بحقيقة أن محاولات اكتشاف الهيدروجين حول GJ 9872d قد فشلت حتى الآن.

وبدلا من ذلك، إذا كان GJ 9872d ما يزال متمسكا بغلاف غني بالهيدروجين ومملوء بالماء، فسيتم تصنيفه على أنه كوكب نبتون صغير، وهو نوع من الكواكب أقل كتلة من نبتون ولكنه ما يزال شبيها بهذا العملاق الجليدي في النظام الشمسي في امتلاك غلاف جوي سميك من الهيدروجين والهيليوم.

ومن ناحية أخرى، يمكن أن يشبه الكوكب الخارجي نسخة أكبر وأكثر سخونة من قمر المشتري أوروبا، والذي يعتقد أنه يحتوي على ضعف كمية المياه التي تحتويها الأرض تحت قشرة جليدية سميكة.

وإذا كان GJ 9827d ما يزال يمتلك غلافا جويا سميكا من بخار الماء، فهذا يعني أنه ولد بعيدا عن نجمه، حيث كانت درجات الحرارة أقل، قبل الانتقال إلى الموقع الذي نراه اليوم. في هذا السيناريو، يكون الكوكب قد هاجر بالقرب من النجم وتلقى المزيد من الإشعاع. وتم بعد ذلك تسخين الهيدروجين الذي تسرب في النهاية من الغلاف الجوي للكوكب بسبب الجاذبية المنخفضة نسبيا في العالم، أو ما يزال في طور الهروب، من الجاذبية الضعيفة للكوكب.

ويفتح اكتشاف هابل الباب أمام دراسة الكوكب بمزيد من التفصيل، وهو هدف جيد لتلسكوب جيمس ويب الفضائي لإجراء التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء للبحث عن جزيئات الغلاف الجوي الأخرى.

نشرت الدراسة في مجلة The Astrophysical Journal Letters.

المصدر: سبيس