يكتشف تلسكوب جيمس ويب علامات الغلاف الجوي على كوكب خارج المجموعة الشمسية LHS 1140 b على بعد 48 سنة ضوئية

التقط تلسكوب جيمس ويب الفضائي بيانات حول الكوكب الخارجي LHS 1140 b خلال مرورين أمام نجمه في ديسمبر 2023. ويدور الكوكب حول قزم أحمر على بعد حوالي 48 سنة ضوئية من الأرض، في كوكبة قيطس. ويقع داخل المنطقة الصالحة للسكن للنجم، حيث يمكن أن تسمح درجات الحرارة بوجود الماء السائل.

تشير هذه الملاحظات، بالإضافة إلى قياسات الكتلة ونصف القطر السابقة، إلى أن LHS 1140 b قد يكون عالمًا غنيًا بالمياه. يبلغ حجم الكوكب حوالي 1.73 مرة نصف قطر الأرض و 5.6 مرة كتلته. الكثافة الأقل من المتوقع لجسم صخري نقي دفعت الباحثين إلى تقدير أن ما بين 9% إلى 19% من كتلته يمكن أن يتكون من الماء.

يكتسب الكوكب الذي تم اكتشافه في عام 2017 ملفًا تعريفيًا جديدًا ببيانات محدثة

تم التعرف على LHS 1140 b في عام 2017 من خلال مشروع MEarth-South. وفي ذلك الوقت، صنفه علماء الفلك على أنه أرض صخرية خارقة. لكن القياسات الأكثر دقة التي تم إجراؤها في عام 2023 غيرت هذا الرأي. تشير الكثافة المنخفضة إلى وجود كبير للمياه، مما يفتح إمكانية وجود محيط عالمي.

النجم المضيف، LHS 1140، هو قزم أحمر تبلغ كتلته 18% من كتلة الشمس و21% من نصف قطرها. ويبلغ عمره أكثر من 5 مليارات سنة، وله نشاط نجمي منخفض. ويقلل هذا الاستقرار من خطر الانفجارات التي يمكن أن تدمر الأجواء الكوكبية. يكمل الكوكب دورته كل 24.7 يومًا.

• يشع النجم أقل من 0.4% من سطوع الشمس.
• ويستقبل الكوكب حوالي 43% من الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس.
• المسافة المدارية حوالي 0.095 AU.

هذه الظروف تضع LHS 1140 b في منطقة يمكن أن يتواجد فيها الماء في حالة سائلة، حسب النماذج النظرية.

تستبعد ملاحظات التحليل الطيفي للإرسال وجود جو هيدروجيني

استخدم جيمس ويب أداة NIRISS لإجراء التحليل الطيفي للإرسال. في هذه التقنية، يمر ضوء النجم عبر الغلاف الجوي للكوكب أثناء العبور. تمتص الغازات أطوال موجية محددة، مما يسمح بتحديد التركيب. وقد تم تحليل البيانات من مقطعين معا.

استبعدت النتائج وبثقة عالية وجود جو غني بالهيدروجين نموذجي لكواكب نبتون الصغيرة. وبدلاً من ذلك، ظهرت إشارات متوافقة مع تشتت رايلي، وهي ظاهرة مرتبطة بجزيئات الضوء مثل النيتروجين. وكان مستوى الثقة الإحصائية 2.3 سيجما، وهو ما يشير إلى أدلة أولية ولكن ذات صلة. وقد عززت نماذج المناخ العالمية استبعاد الأجواء التي يهيمن عليها الهيدروجين.

احتمال وجود النيتروجين سيكون مهما. وعلى الأرض، يشكل هذا الغاز حوالي 78% من الغلاف الجوي ويساعد في تنظيم الضغط ودرجة الحرارة. إذا تم تأكيد ذلك في LHS 1140 b، فإنه يشير إلى وجود جو ثانوي تم الاحتفاظ به مع مرور الوقت، وربما تشكل عن طريق العمليات الجيولوجية الداخلية.

Leia Também

كريستيانو رونالدو يسجل هدفه رقم 970 ويعترف بأن اعتزاله اللعب أصبح قريبًا

تشرح ريتا ويلسون بداية حياتها المهنية بعد الصورة الشهيرة لمجلة Harper’s Bazaar عندما كانت في الرابعة عشرة من عمرها

أليانزا أتلتيكو × ماكارا في الجولة الثالثة من بطولة أمريكا الجنوبية لكرة القدم ضمن المجموعة الأولى

يشير الهيكل المائي إلى المحيط تحت الغطاء الجليدي

تؤدي النسبة العالية من الماء في كتلة الكوكب إلى فرضية وجود عالم محيطي. وتشير النماذج إلى أن بعض هذه المياه قد يتجمد على السطح مكوناً الجليد، في حين يتواجد محيط سائل تحت الضغط. وهذا التكوين شائع في الأجسام ذات الأجواء السميكة ودرجات الحرارة المعتدلة.

نظرًا لقربه من النجم، فمن المحتمل أن يكون للكوكب دوران متزامن. جانب واحد يواجه النجم دائمًا، والآخر يبقى في الظلام. في هذه الحالة، يمكن للحرارة المركزة على الجانب النهاري أن تذيب الجليد محليًا. وستكون النتيجة محيطًا دائريًا في وسط الوجه المضيء، محاطًا بالجليد. يطلق علماء الفلك على هذا النمط اسم “عين الكوكب”.

• يمكن أن يمثل الماء ما يصل إلى 19% من الكتلة الإجمالية.
• سيكون للمحيط الموجود على الجانب المضيء أبعاد مماثلة للمحيطات الأرضية الكبيرة.
• ومن شأن الضغط الجوي أن يساعد في الحفاظ على الحالة السائلة في مناطق محددة.

لا تزال هذه السيناريوهات تعتمد على تأكيدات إضافية. يظل جيمس ويب محددًا لعمليات الرصد المستقبلية التي قد تؤدي إلى تحسين البيانات.

استقرار النجم يفضل الحفاظ على الظروف المواتية

على عكس العديد من الأقزام الحمراء الشابة النشطة، يُظهر LHS 1140 اختلافًا طفيفًا في نشاطه. إن غياب الانفجارات الشديدة المسجلة يقلل من تعرض الكوكب للإشعاع الضار. وتزيد هذه الخاصية من فرص الحفاظ على الغلاف الجوي، إن وجد، على مدى مليارات السنين.

يتضمن النظام كوكبًا آخر، LHS 1140 c، وهو أعمق وأكثر صخرية. خلال إحدى ملاحظات جيمس ويب، كان هناك عبور متزامن لهذا الجسم الثاني، مما يوفر بيانات إضافية للمعايرة. إن الجمع بين جميع المعلومات المتاحة اليوم يضع LHS 1140 b كواحد من أكثر المرشحين الواعدين لدراسات القابلية للسكن بين الكواكب الخارجية المعروفة في المنطقة الصالحة للسكن.

الخطوات التالية تسعى إلى تأكيد الغازات والمناخ

يخطط علماء الفلك لملاحظات إضافية مع جيمس ويب لزيادة مستوى الثقة في الإشارات المكتشفة. ويتضمن الهدف التأكد من وجود النيتروجين والبحث عن مكونات أخرى، مثل ثاني أكسيد الكربون أو بخار الماء. تساعد كل جلسة جديدة على تحسين نماذج الغلاف الجوي والمناخ.

تسلط حالة LHS 1140 b الضوء على التقدم المحرز في توصيف الكواكب الخارجية الصغيرة والمعتدلة. يواصل التلسكوب تقديم البيانات التي تسمح لنا بالتمييز بين الأنواع المختلفة للعوالم وتقييم إمكاناتها في الظروف المشابهة للأرض.