دراسة تكشف عن ألغاز “كواكب المشتري الحارة”!

26/04/202217

بدأ علماء بالكشف عن ألغاز “كواكب المشتري الحار”، بما في ذلك كيف أن الكواكب الخارجية تحترق خلال النهار وبرودة الليل.

وتعرف كواكب المشتري الساخنة بأنها غازية عملاقة تدور بالقرب من نجمها، عادة في أقل من 10 أيام. وبسبب هذا القرب، فإن الإشعاع الصادر عن النجم يسخن الكوكب من عدة مئات إلى بضعة آلاف من الدرجات المئوية.

وفي واحدة من أكبر الدراسات الاستقصائية للأغلفة الجوية للكواكب الخارجية التي أجريت على الإطلاق، اكتشف باحثو جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس أن جانبي النهار والليل لكوكب المشتري الحار مختلفان تماما.

وخلال النهار، تحترق في درجات حرارة تتراوح بين 2240 ​​درجة فهرنهايت و4940 درجة فهرنهايت – وهي ساخنة بدرجة كافية لتبخر معظم المعادن، بما في ذلك التيتانيوم – ولكن في الليل تنخفض درجات الحرارة بمئات درجات فهرنهايت.

وفي المتوسط​​، وجد الباحثون فرقا بمقدار 1000 كلفن في درجات الحرارة بين الليل والنهار.

وعلى الرغم من عدم وجود “كواكب مشتري ساخنة” في نظامنا الشمسي، إلا أنها نوع شائع من الكواكب خارجه. ومن بين ما يقرب من 5000 كوكب خارجي معروف، هناك أكثر من 300 من كواكب المشتري الساخنة.

وفي واحدة من أكبر استطلاعات أجواء الكواكب الخارجية على الإطلاق، تمكن باحثو جامعة كاليفورنيا من الإجابة عن خمسة أسئلة طويلة الأمد حول هذه الكواكب الساخنة.

وباستخدام عينة كبيرة من الكواكب الخارجية وتحليل كمية كبيرة جدا من البيانات، قال الباحثون إنهم كانوا قادرين على تحديد الاتجاهات وحل الأسئلة التي لم تتمكن الدراسات الأصغر من الإجابة عنها بشكل قاطع على مدى سنوات عديدة.

وبالإضافة إلى التغيرات الشديدة في درجة الحرارة، وجدوا أيضا أن العديد من كواكب المشتري الحارة لها أغلفة جوية مقلوبة حراريا، والمعروفة أيضا باسم الستراتوسفير – أي أن الغلاف الجوي العلوي بها درجات حرارة تزداد مع الارتفاع.

ويبدو أن هذا ناتج عن وجود عناصر معدنية – أكسيد التيتانيوم وأكسيد الفاناديوم وهيدريد الحديد – والتي قال الباحثون إنها تمتص ضوء النجم وبالتالي تسخن الغلاف الجوي. وهذه ظاهرة مشابهة تحدث على الأرض عبر طبقة الأوزون.

ووجد الباحثون أيضا أن بعض الكواكب بها ماء أقل مما كان متوقعا، ما يشير إلى أنها تشكلت بطريقة مختلفة عن الكواكب الأكثر وفرة بالمياه، بينما اكتشفوا معادن أكثر مما توقعته النماذج، ما يعني أن هذه الكواكب تشكلت على الأرجح بشكل مختلف عما كان يعتقد سابقا. .

وقال الباحثون إن فهم الكواكب الخارجية بشكل أفضل سيساعد في حل الأسئلة المتعلقة بتطور نظامنا الشمسي.

وقال المعد الرئيسي الدكتور كوينتين تشانغيت: “العديد من القضايا مثل أصل الماء على الأرض، وتكوين القمر، والتاريخ التطوري المختلف للأرض والمريخ، لا تزال دون حل على الرغم من قدرتنا على الحصول على قياسات في الموقع. وتهدف الدراسات الكبيرة للكواكب الخارجية، مثل تلك التي نقدمها هنا، إلى فهم تلك العمليات العامة”.

وقام الباحثون بتحليل الغلاف الجوي لـ 25 كوكبا كونيا ساخنا باستخدام بيانات من حوالي 1000 ساعة من ملاحظات التلسكوب.

وشمل ذلك 600 ساعة من الملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا/وكالة الفضاء الأوروبية، و400 ساعة من تلسكوب سبيتزر الفضائي.

وجمعوا بين تقنيتين – دراسة المعلومات من العبور (حيث يمر الكوكب أمام نجمه) والكسوف (عندما يمر الكوكب خلف نجمه).