لاحظ علماء الفلك لأول مرة اختلافات واضحة بين منطقتي الفجر والغسق في الغلاف الجوي لكوكب خارجي عملاق خارج المجموعة الشمسية. يتضمن الاكتشاف، الذي تم باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، كوكب WASP-121 b، وهو كوكب المشتري شديد الحرارة مع درجات حرارة شديدة.
الكوكب قريب جدًا من نجمه بحيث يتزامن الدوران مع المدار، مما يجعل نصف الكرة الأرضية يواجه النجم بشكل دائم، حيث يتم تسخينه إلى حوالي 2500 درجة مئوية، بينما يظل الجانب الليلي أكثر برودة بحوالي 1775 درجة مئوية. يقوم هذا التكوين بإنشاء مناطق انتقالية محددة تسمى الإنهاءات.
الاختلافات المؤكدة بين الإنهاء
كشفت الملاحظات عن عدم التماثل في امتصاص الأشعة تحت الحمراء أثناء عبور الكوكب. يمتص فاصل الظهيرة (الغسق) ضوءًا أكثر من فاصل الصباح (الفجر)، مما يشير إلى اختلاف درجات الحرارة والتركيبات الكيميائية.
وتنقل الرياح القوية الحرارة من جانب النهار إلى جانب الليل، مما يزيد من تدفئة المنطقة في فترة ما بعد الظهر. مع ارتفاع درجة الحرارة، تتوسع هذه المنطقة، مما يؤدي إلى توسيع المقطع العرضي للكوكب وتغيير الطريقة التي يقوم بها بتصفية ضوء النجم.
أظهرت البيانات المستمدة من أداة NIRSpec الخاصة بجيمس ويب أيضًا زيادة في إشارة أول أكسيد الكربون عند الغسق، وهو تأثير يعزى إلى درجة الحرارة، وانخفاض فعلي في كمية بخار الماء، الذي ينفصل عند درجات حرارة عالية.
جانب النهار والليل من كوكب متطرف
يبلغ متوسط درجات الحرارة لـ WASP-121 b حوالي 2770 كلفن (حوالي 2500 درجة مئوية) على الجانب النهاري و1000 كلفن (حوالي 725 درجة مئوية) على الجانب الليلي. أثناء العبور، يتيح دوران الكوكب بحوالي 30 درجة إمكانية رسم خطوط طول مختلفة للغلاف الجوي بدقة.
تستغل هذه التقنية التغير الزمني للإشارة الضوئية التي يرشحها الغلاف الجوي، وتحول الوقت إلى موضع طولي. تجنب الباحثون المتوسط المعتاد لكل حركة المرور وسمحوا بالتغير الزمني، وحصلوا على توافق إحصائي أفضل مع البيانات.
حدود النماذج الجوية الحالية
وأكدت نماذج المحاكاة تأثير تغير درجات الحرارة، ولكن الإشارة المرصودة كانت أكبر من المتوقع. ويشتبه العلماء في وجود سحب سيليكاتية في فاصل الصباح، والتي تحجب الأشعة تحت الحمراء وتحاكي درجات الحرارة المنخفضة.
ويكشف هذا النوع من المراقبة عن ثغرات في النماذج الحالية، التي لا تزال تواجه صعوبة في دمج السحب بشكل واقعي. وقد أدت التعديلات الأولية إلى تحسين الاتفاق، ولكن الأمر سوف يتطلب نماذج أكثر تطوراً.
مسار الدراسات المستقبلية
تمهد هذه الطريقة الطريق لرسم خرائط للبنية الطولية لكواكب المشتري شديدة الحرارة الأخرى. لقد حدد الباحثون بالفعل أهدافًا إضافية ذات نطاق درجة حرارة مناسب وسرعة دوران لتكرار التحليل.
وقاد الدراسة سيريل جاب، مرشح الدكتوراه في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا، ونشرت يوم الأربعاء (6/10) في المجلةعلم الفلك الطبيعة.
