يكتشف تلسكوب جيمس ويب السحب الجليدية على كوكب خارج المجموعة الشمسية على بعد 12 سنة ضوئية

أكد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أول اكتشاف مباشر لسحب الجليد المائي على كوكب خارجي عملاق. الهدف هو إبسيلون إندي آب، وهو كوكب المشتري العملاق الذي يقع على بعد 12 سنة ضوئية فقط من الأرض في كوكبة السند. تم الإعلان عن هذا الاكتشاف في 22 أبريل 2026 من قبل معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA)، ويمثل علامة فارقة تاريخية في علم فلك الكواكب.

استخدم فريق دولي بقيادة إليزابيث ماثيوز أداة MIRI الخاصة بـ JWST مع الكوروناغراف لإجراء الدراسة. ونشرت النتائج في مجلة رسائل الفيزياء الفلكية. لقد تم افتراض اكتشاف السحب الجليدية المائية لعقود من الزمن، ولكن لم يتم ملاحظتها بشكل مباشر حتى هذا البحث.

كيف تعرف جيمس ويب على السحب الجليدية؟

استخدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي أداة MIRI (أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة) المزودة بجهاز رسم الإكليل. يحجب هذا التكوين الضوء من النجم المضيف إبسيلون إندي أ، ويكشف مباشرة عن الضوء الخافت المنعكس والمنبعث من الكوكب. تسمى التقنية المستخدمة “التصوير المباشر”، وهي تختلف عن التحليل الطيفي العابر، والذي يكشف فقط التأثيرات غير المباشرة.

قدم الطيف المجمع خطوطًا طيفية غير متوافقة مع نماذج الغلاف الجوي التي لم تتضمن السحب. وكما لاحظ الفريق، كان من المتوقع وجود جزيئات الأمونيا أو الميثان، لكن البيانات كشفت عن وجود مياه متجمدة في أبرد المناطق في الغلاف الجوي العلوي. ووجود الماء على شكل جليد، وليس بخار، يؤكد أن درجات الحرارة تقترب من 275 كلفن، أي ما يعادل حوالي 2 درجة مئوية.

تسكن السحب الجليدية الغلاف الجوي العلوي لإبسيلون إندي أب على ارتفاعات حيث يكون التجمد ممكنًا. يوسع هذا الاكتشاف قائمة العمليات الجوية المعروفة على الكواكب العملاقة. قبل هذه المراقبة، لم يتم اكتشاف السحب إلا على كواكب النظام الشمسي: المشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون.

الميزات التي جعلت Epsilon Indi Ab قابلة للملاحظة

إبسيلون إندي أ هو نجم من النوع K، يُعرف باسم القزم البرتقالي. إبسيلون إندي آب هو ثالث أقرب نظام نجمي إلى الأرض، خلف ألفا سنتوري ونجم بارنارد فقط. تسمح المسافة المدارية الكبيرة البالغة 30 وحدة فلكية للكوكب بالمدار بعيدًا بما يكفي عن ضوء النجوم حتى يتمكن الكوروناغراف من فصل سطوعه دون تدخل كامل.

درجة حرارة الكوكب المنخفضة تجعله مرئيًا بشكل رئيسي في منتصف الأشعة تحت الحمراء، وهو النطاق الطيفي حيث تتمتع MIRI بحساسية أكبر. وتعني الفترة المدارية البالغة 180 عامًا أن هذا الكوكب الخارجي لم يُشاهد مطلقًا وهو يكمل عبورًا واحدًا أمام النجم. لهذا السبب، فإن التصوير المباشر هو المنهجية الوحيدة القابلة للتطبيق لدراستها، وهي تقنية قام تلسكوب جيمس ويب الفضائي بتحسينها بشكل كبير مقارنةً بتلسكوب هابل.

تتقارب البيانات المدارية والغلاف الجوي في سيناريو متماسك: كوكب عملاق بعيد عن النجم، وبالتالي بارد، مع ديناميكيات جوية معقدة بما في ذلك تكوين السحب الجليدية. ستختبر الملاحظات المستقبلية استقرار هذه السحب في نقاط مختلفة في مدار إبسيلون إندي آب.

التأثير على نظريات الغلاف الجوي الكوكبي

تنبأت نماذج الغلاف الجوي للكواكب العملاقة الباردة بكل شيء باستثناء الجليد المائي الوفير في الغلاف الجوي العلوي. يشير تحليل فريق MPIA إلى أن عمليات النقل العمودي أكثر نشاطًا مما كان مفترضًا سابقًا. وبدون السحب في النماذج، لم تتطابق عمليات محاكاة الضوء المنبعث مع بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

يجب أن تتضمن التكرارات التالية لرموز الغلاف الجوي السحب الجليدية كعنصر قياسي. تبدو هذه المراجعة بسيطة، لكن تأثيرها كبير. تعد دقة نماذج الغلاف الجوي أساسًا أساسيًا لتحديد الإشارات الحيوية ومؤشرات الصلاحية للسكن في العوالم الأخرى.

Leia Tambem

تعرض Netflix خمسة إنتاجات لأول مرة في الفترة ما بين 1 و5 يونيو 2026

ثوران بركان هونجا تونجا عام 2022 ينظف غاز الميثان المنبعث في الغلاف الجوي

يحتل ستيفن كاري المركز السادس بين الرياضيين الأعلى أجراً في العالم بمبلغ 124.7 مليون دولار أمريكي

إن اكتشاف Epsilon Indi Ab يكمل دراسات JWST السابقة. أظهر الكوكب الخارجي LHS 3844 b سطحًا بدون غلاف جوي، بينما أظهر كوكب Epsilon Indi Ab غلافًا جويًا بمناخ ديناميكي. تشكل النتيجتان طيفًا لما يمكن توقعه على الكواكب الخارجية: من العوالم الصخرية الجافة إلى العمالقة الغازية ذات الأرصاد الجوية المعقدة.

السياق: أجواء الكواكب الخارجية الأخرى التي تم تعيينها بواسطة Webb

قام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) بتوسيع قائمة الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية بشكل كبير في غضون سنوات قليلة:

• اكتشف WASP-39b أول وجود لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خارج النظام الشمسي في عام 2022، يليه ثاني أكسيد الكبريت في عام 2023.
• أظهر WASP-107b في عام 2024 سحبًا من الهيليوم تتسرب إلى الفضاء، وهو دليل على استمرار فقدان الغلاف الجوي
• أثار K2-18b جدلاً مع احتمال اكتشاف كبريتيد ثنائي الميثيل في 2023-2025، وهو جزيء مرتبط بالحياة الميكروبية، لكن التكرارات المستقلة في عام 2026 لم تؤكد الإشارة
• يظل نظام TRAPPIST-1 أولوية، حيث تشير الملاحظات إلى أن الكواكب الداخلية تبدو وكأنها فقدت غلافها الجوي
• كشف TOI-561 b عن جو سميك غير متوقع في عام 2026، مما أدى إلى توسيع التنوع الملحوظ

المشاركة البرازيلية في اكتشافات الكواكب الخارجية

وللبرازيل مساهمة مباشرة في الاكتشافات الحديثة. اكتشف فريق وطني الكوكب الخارجي TOI-4562c بالتعاون مع علماء تشيليين وألمان في عام 2024. والبلاد شريكة في اتحادات دولية بما في ذلك SOAR on Cerro Pachón، ومرصد Vera C. Rubin (LSST)، وCherenkov Telescope Array (CTA)، مما يضمن وقت المراقبة باستخدام المعدات المتطورة.

يقوم برنامج SPARC4، ومقره في بيكو دوس دياس في ولاية ميناس جيرايس، بمراقبة الكواكب الخارجية بالتعاون الدولي. تقوم الجامعات البرازيلية مثل USP وUFRJ وUFRN بتدريب متخصصين في علم الكواكب الخارجية من خلال برامج الدراسات العليا المخصصة. يشارك البرازيليون كمؤلفين مشاركين في بعض الفرق الدولية من خلال التعاون مع MPIA وESO.

ولا تتمتع البرازيل حتى الآن بمشاركة مؤسسية رسمية في مهمة جيمس ويب. وفقًا لجدول ناسا، فإن المهام المستقبلية، مثل مرصد العوالم الصالحة للسكن (HWO)، المقرر إجراؤها في الأربعينيات من القرن الحالي، قد تتضمن مشاركة برازيلية أكثر تنظيمًا. إن الاستثمار الحالي في التدريب العلمي الوطني يعد البلاد لهذا السيناريو المستقبلي.

الخطوات التالية وأفق المراقبة

لدى فريق MPIA بالفعل كواكب عملاقة باردة مماثلة في قائمة الانتظار للمراقبة المستقبلية بواسطة JWST. وفي دورات المراقبة التالية، ستكون الأنظمة القريبة الأخرى أهدافًا للتحقيق باستخدام منهجية مماثلة لتلك المطبقة في Epsilon Indi Ab.

وسيعمل تلسكوب نانسي غريس الروماني الفضائي، المقرر إطلاقه عام 2027، على توسيع قائمة الكواكب العملاقة في مدارات واسعة. سيكون للطريقة التي تم وضعها لـ Epsilon Indi Ab المزيد من الأهداف المتاحة في غضون بضع سنوات. سوف يرث مرصد العوالم الصالحة للحياة (HWO)، وهو التلسكوب اللاحق المخطط له في أربعينيات القرن الحالي، وظيفة رسم خرائط للأغلفة الجوية واسعة النطاق، مع التركيز على البحث عن الأكسجين والأوزون والميثان ومؤشرات أخرى للصلاحية للسكن.

تعمل شركة Epsilon Indi Ab كمشروع تجريبي. فهو يحدد الطريقة والحساسية اللازمة للحملة المنهجية على مدى السنوات العشرين المقبلة. يجذب هذا الاكتشاف أيضًا تمويلًا جديدًا لبرامج علم الكواكب الخارجية في الجامعات الأوروبية والأمريكية، مما يغذي دورة الابتكار التكنولوجي في أجهزة الفضاء.