الارض النموذجية ‘Super-Earth’

“الأرض الفائقة” شديدة السخونة لا يمكن أن يكون لها غلاف جوي
بقلم تشيلسي جود ، برنامج ناسا لاستكشاف الكواكب الخارجية

صورة غلاف المقال تعبيري عن كوكب الأرض الفائقة الأرضية GJ 1252 b ، والتي تقع على بعد حوالي 65 سنة ضوئية من الأرض. على خلفية مجرة ​​داكنة ، الكوكب عبارة عن كرة ذات بقع حمراء ورمادية باهتة.
رسم توضيحي للأرض الفائقة الأرضية GJ 1252 b ، والتي تقع على بعد حوالي 65 سنة ضوئية من الأرض. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

الكوكب: GJ 1252 b

الاكتشاف: تم إلقاء نظرة فاحصة على كوكب GJ 1252 b ، وهو كوكب أرضي صخري “أرضي خارق” تم اكتشافه في عام 2020 ، ووجد علماء الفلك أن الكوكب الخارجي يمكن أن يكون له غلاف جوي ضئيل للغاية أو ربما لا يوجد غلاف جوي على الإطلاق.

قال المؤلف الرئيسي إيان كروسفيلد ، وهو عالم فلك وأستاذ مساعد في جامعة كانساس ، إن الكوكب ، الذي يدور حول نجم من النوع M ، هو “أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية حتى الآن لدينا قيود صارمة على غلافه الجوي”.

حقائق أساسية: غالبًا ما يكتشف علماء الفلك الكواكب الخارجية ويدرسونها من خلال ملاحظة مقدار الضوء الذي تحجبه الكواكب أثناء مرورها أمام النجوم المضيفة ، وهي تقنية تُعرف باسم “طريقة العبور”. تم اكتشاف GJ 1252 b ، وهو كوكب خارجي يبعد حوالي 65 سنة ضوئية ونصف قطره 1.18 مرة أكبر من الأرض ، بهذه الطريقة بواسطة القمر الصناعي العابر لاستطلاع الكواكب الخارجية (TESS) التابع لناسا في عام 2020. لاحظ علماء الفلك في هذه الدراسة الجديدة كوكب خارج المجموعة الشمسية مع Spitzer Space التلسكوب قبل أن يتقاعد وتمكن من إلقاء نظرة فاحصة على الكوكب وغلافه الجوي.

الأخيرة
تنبيه الاكتشاف: “الأرض الفائقة” شديدة السخونة لا يمكن أن يكون لها غلاف جوي
تنبيه الاكتشاف: “Super-Earth” الجديد الجذاب يمكن أن يلقى نظرة عن قرب
اكتشف الفريق مع سبيتزر كسوفًا ثانويًا يحدث عندما يمر كوكب خلف نجم ويتم حجب ضوء الكوكب ، الذي يأتي من الأشعة تحت الحمراء الخاصة به (أو الحرارة) ، وكذلك الضوء المنعكس من النجم.

التفاصيل: يركز علماء الفلك الذين يبحثون عن علامات الحياة في الكون على عدد من التفاصيل المختلفة في الكواكب الخارجية. العديد من هذه التفاصيل بمثابة مقارنة بين كوكب خارج المجموعة الشمسية والأرض ، حيث تظل الأرض الكوكب الوحيد الذي أكدنا فيه وجود الحياة.

GJ 1252 b ليست أكبر بكثير من الأرض ، لكنها أكثر سخونة لأنها أقرب إلى نجمها ، وكما وجد علماء الفلك في هذه الدراسة ، فإنها تفتقر إلى الكثير من الغلاف الجوي.

قالت عالمة الفلك والمؤلفة المشاركة في الدراسة لورا كريدبيرج ، مديرة فيزياء الغلاف الجوي للكواكب الخارجية (قسم APEx في معهد ماكس بلانك: “لقد بدأنا للتو في معرفة عدد المرات ، وتحت أي ظروف ، يمكن للكواكب الصخرية أن تحافظ على غلافها الجوي”. بالنسبة لعلم الفلك. “هذا القياس هو مؤشر على أنه بالنسبة لأشد الكواكب حرارة ، من غير المحتمل أن تظل الأغلفة الجوية السميكة على قيد الحياة.”

لتحديد ما يمكن أن يكون عليه الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية (إذا كان هناك واحد) ، قام علماء الفلك بقياس الأشعة تحت الحمراء من GJ 1252 b حيث تم حجب ضوءه أثناء كسوف ثانوي. كشفت هذه الملاحظات عن درجة حرارة الكوكب الحارقة في النهار ، والتي من المقدر أن تصل إلى 2242 درجة فهرنهايت (1228 درجة مئوية). في الواقع ، GJ 1252 b حار جدًا لدرجة أن الذهب والفضة والنحاس سيذوبون جميعًا على الكوكب.

تشير درجات الحرارة المتوقعة لكوكب خارج المجموعة الشمسية ، عند مقارنتها بنماذج الغلاف الجوي ، إلى أنه من المحتمل أن يكون ضغط سطحه أقل من 10 بار (كمرجع ، يبلغ ضغط سطح الأرض حوالي 1 بار). لكي يكون مستقرًا لفترة طويلة ، من الممكن أن يكون لهذا الكوكب الخارجي غلاف جوي بكثافة مثل الأرض ، أو غلاف جوي يصل إلى 10 أضعاف كثافة الأرض ، أو حتى لا يوجد غلاف جوي على الإطلاق.

نظرًا لدرجات الحرارة القصوى والضغط السطحي المنخفض ، توقع علماء الفلك في هذا الفريق أن GJ 1252 b ليس له غلاف جوي على الإطلاق. هذا هو حاليًا أصغر كوكب خارجي يمتلك العلماء فكرة واضحة عن غلافه الجوي.

حقائق ممتعة: GJ 1252b هو كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافه لأول مرة باستخدام TESS ثم تم فحصه بشكل أكثر شمولاً باستخدام Spitzer قبل انتهاء مهمة التلسكوب في عام 2020. مع مزيد من الاستكشاف باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ، يمكن للفريق وضع قيود أكثر صرامة على الغلاف الجوي لهذا الكوكب ، احتمال مثير.

“في ذلك الوقت ، كان سبيتزر هو المرفق الوحيد في الكون المعروف الذي يمكنه إجراء هذه الأنواع من القياسات. الآن ، تم إيقاف تشغيل Spitzer ، لكن JWST موجود وفي هذه الأطوال الموجية يكون أكثر حساسية من Spitzer. لذا ، ما فعلناه بصعوبة مع سبيتزر يمكننا الآن البدء في القيام به بسهولة ولأعداد أكبر من الكواكب الصخرية باستخدام JWST ، “قال كروسفيلد.

“إن أرصاد تلسكوب جيمس ويب الفضائي في الأشعة تحت الحمراء لديها القدرة على الكشف عن الخصائص السطحية للكواكب الصخرية الساخنة مثل هذا. وأضاف كريدبيرج أن الأنواع المختلفة من الصخور لها بصمات طيفية مختلفة ، لذلك يمكننا أن نتعلم نوع الصخور GJ 1252b التي يتكون منها.

تشكل دراسة GJ 1252 b بشكل أكبر باستخدام JWST احتمالًا مثيرًا للعلماء ، كما سيكون

من المثير للاهتمام تأكيد وجود غلاف جوي على كوكب خارجي صغير وساخن حيث سيكون من الرائع أيضًا استكشاف تكوين كوكب مثل هذا بدون غلاف جوي على الإطلاق.

المكتشفون: قاد فريق من جامعة كانساس بقيادة كروسفيلد هذه الدراسة التي اكتشفت تفاصيل جديدة غريبة عن الغلاف الجوي لكوكب GJ 1252b. بالإضافة إلى ذلك ، شارك في هذه الورقة باحثون من جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد ، ومختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، ومعهد كالتيك / IPAC-NASA لعلوم الكواكب الخارجية ، وجامعة ماريلاند ، ومختبر الأرض والكواكب في معهد كارنيجي للعلوم ، ماكس بلانك. معهد علم الفلك ، جامعة ماكجيل ، جامعة نيومكسيكو ، البوكيرك ، نيو مكسيكو ، ومعهد أبحاث الكواكب الخارجية في جامعة مونتريال. نشرت الدراسة في مجلة Astrophysical Journal Letters