على بعد نحو 322 سنة ضوئية من الأرض، يدور كوكب يسمى WASP-189b حول أحد أكثر النجوم سخونة في الكون، HD 133112.
ويقترب WASP-189b من نجمه بمقدار عشرين مرة أكثر مما نحن عليه من الشمس، وتصل درجة حرارة النهار فيه إلى 3200 درجة مئوية (5792 درجة فهرنهايت).
ويتكون الكوكب الخارجي الحارق أيضا من الغاز ويبلغ حجمه حجم كوكب المشتري بنحو 1.5 مرة، بمعنى أنه يمكنه استيعاب 1950 كوكبا بحجم الأرض بداخله.
وعلى الرغم من أنه غير صالح للسكن على الإطلاق، فإن الكوكب الخارجي WASP-189b هو الأول الذي تمكن فيه العلماء من استكشاف طبقات الغلاف الجوي المتميزة، ولكل منها تركيباتها الكيميائية وخصائصها.
ومنذ اكتشافه في عام 2018، يعتقد العلماء بشكل مفهوم جدا أن WASP-189b لا يشبه أي جرم سماوي في نظامنا. لكن في ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature Astronomy، وجد فريق من العلماء طريقة تربط الأرض بقريبها الكوني البعيد، مشيرين إلى أن الغلاف الجوي لأحد أكثر الكواكب المعروفة تطرفا قد يكون له طبقات متمايزة أيضا، وإن كان ذلك بخصائص مختلفة جدا، مثل كوكبنا.
وهنا على الأرض، لدينا طبقة من الغلاف الجوي تسمى التروبوسفير تبدأ عند مستوى سطح البحر وتحتوي على طن من بخار الماء. وتنشأ هناك الغيوم، وبالتالي الطقس مثل المطر والثلج. وفوق ذلك، لدينا طبقة الستراتوسفير، موطن طبقة الأوزون، التي تحمينا من أشعة الشمس فوق البنفسجية.
وقال جينس هويجماكرز، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة لوند والمؤلف المشارك للدراسة، في بيان: “في الماضي، غالبا ما كان الفلكيون يفترضون أن الغلاف الجوي للكواكب الخارجية موجود كطبقة موحدة ويحاولون فهمها على هذا النحو”.
ومع ذلك، عند تحليل WASP-189b عن طريق قياس ضوء النجوم الذي يمر عبر الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية شديد الحرارة، باستخدام مطياف HARPS في مرصد La Silla في تشيلي، وجد هويجماكرز وزملاؤه توقيعا كيميائيا فريدا لزعزعة معرفتنا بالأغلفة الجوية للكواكب.
وأشار إلى أن الغلاف الجوي للجرم السماوي البعيد قد يحتوي على طبقات مثل طبقات الأرض.
وأوضحت بيبيانا برينوث، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة لوند والمؤلفة الرئيسية للدراسة، أن “الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب تمتص بعض ضوء النجوم، على غرار الأوزون الذي يمتص بعض ضوء الشمس في الغلاف الجوي للأرض، وبالتالي تترك بصماتها المميزة”.
Alongside TiO and a host of metals, @bibianaprinoth, @HoeijmakersJens, @KevinHeng1 et al. find evidence of chemical inhomogeneity in the atmosphere of ultra-hot Jupiter WASP-189 b: https://t.co/dqp4xOuhRN #planetsare3D pic.twitter.com/zCV92cz7tU
— Nature Astronomy (@NatureAstronomy) January 27, 2022
وأثناء التحضير، أطلق WASP-189b إشارات من الحديد والكروم والفاناديوم والمغنيسيوم والمنغنيز. ولكن الأهم من ذلك، كما تقول برينوت: “في تحليلنا، رأينا أن بصمات الغازات المختلفة تغيرت قليلا مقارنة بتوقعاتنا. ونعتقد أن الرياح القوية والعمليات الأخرى يمكن أن تولد هذه التغييرات”.
وتباينت هذه التعديلات عبر نطاق العناصر المكتشفة، على غرار الطريقة التي يتأثر بها بخار الماء والأوزون على الأرض بشكل مختلف بالعمليات الطبيعية بسبب طبقات الغلاف الجوي. وهذا يلمح إلى وجود طبقات على WASP-189b أيضا. واكتشف الفريق أيضا بقايا أكسيد التيتانيوم في درع الغلاف الجوي WASP-189b.
وقال كيفين هينج، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة برن والمؤلف المشارك للدراسة، في بيان: “أكسيد التيتانيوم يمتص إشعاع الموجات القصيرة، مثل الأشعة فوق البنفسجية. ويمكن أن يشير اكتشافه إلى طبقة في الغلاف الجوي لـ WASP-189b تتفاعل مع الإشعاع النجمي بشكل مشابه لكيفية عمل طبقة الأوزون على الأرض”. لذلك قد يكون لـ WASP-189b طبقة الأوزون الخاصة به.
وأوضح هويجماكرز: “تُظهر نتائجنا أنه حتى الغلاف الجوي للكواكب الغازية العملاقة التي تعرضت للإشعاع بشكل مكثف لها هياكل ثلاثية الأبعاد معقدة”.
المصدر: سي نت
