دراسة تلسكوب جيمس ويب تكشف عن احتمال وجود غلاف جوي على كوكب TRAPPIST-1 القاحل!
بعد أن كان يُعتبر سابقًا كرة بلا جو، قد يكون للعالم الذي بحجم الأرض والذي يدور حول قزم أحمر على بعد حوالي 40 سنة ضوئية غلاف جوي بعد كل شيء.
تظهر الملاحظات الجديدة للكوكب b في نظام TRAPPIST-1 أن هذا العالم الصخري أكثر تعقيدًا مما كنا نعتقد، مما يؤكد التحديات التي تواجهنا عند محاولة استخلاص استنتاجات قوية بناءً على نطاق ضيق من المعلومات الطيفية.
على النقيض الشديد من ورقة بحثية صدرت العام الماضي والتي حددت أن الكوكب الخارجي من المحتمل أن يكون عاريًا وقاحلًا، تشير البيانات الجديدة التي تم الحصول عليها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) إلى أن TRAPPIST-1b إما أنه يعج بالنشاط الجيولوجي أو ربما محاط بغلاف جوي كثيف غني بثاني أكسيد الكربون.
“فكرة وجود كوكب صخري ذو سطح متآكل بشدة بدون غلاف جوي تتعارض مع القياسات الحالية”، كما يقول عالم الفلك ييرون بومان من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا.
“لذا، نعتقد أن الكوكب مغطى بمادة لم تتغير نسبيًا.”
هذا يعني أنها لم تتغير بفعل عمليات تآكل النجوم والفضاء، مما يشير إلى أن سطح TRAPPIST-1b شاب جدًا، لا يتجاوز عمره 1000 عام. وهذا بدوره يوحي بوجود نشاط مثل إعادة تشكيل السطح بواسطة الصهارة - مما يدل على وجود جيولوجيا مستمرة داخل الكوكب الخارجي.
في عام 2017، أفاد علماء الفلك أنهم اكتشفوا نجماً تدور حوله سبعة كواكب خارجية. وعلى الرغم من كون هذه الكواكب الخارجية أقرب قليلاً إلى النجم مقارنة بكواكب النظام الشمسي، إلا أن النجم TRAPPIST-1 هو قزم أحمر – أبرد وأقل سطوعاً، مما يعني بدوره أن منطقة الحياة المحتملة للنظام أقرب إلى شمسه.
هذا أثار الآمال بأن أحد عوالم TRAPPIST-1 قد يكون صالحاً للسكن. كما أعطانا عدة كواكب خارجية قد تكون مشابهة لعوالم ضمن النظام الشمسي بأحجام وكثافات قابلة للمقارنة مع الأرض والزهرة والمريخ.
TRAPPIST-1b قريب جداً من نجمه ليكون صالحاً للسكن، لكن علماء الفلك يأملون أنه يمكنه تعليمنا عن كيفية تشكل وتطور الأنظمة الكوكبية الأخرى.
“الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء هي أفضل فرصة لدينا لدراسة الغلاف الجوي لأول مرة لكواكب صخرية معتدلة الحرارة”، كما تقول عالمة الفلك إلسا دوكرود من اللجنة الفرنسية للطاقة البديلة والطاقة الذرية (CEA).
“توفر كواكب TRAPPIST-1 مختبرًا مثاليًا لهذا البحث الرائد.”
< p>The first data from JW ST dealt a blow to that idea . It was based on just one infrared wavelength –15 microns– which is strongly absorbed by carbon dioxide . The strong15-micron signature suggested that no carbon dioxide was present .
من أجل التحقيق بمزيدٍ من التفصيل ، قام الباحثون بإجراء مزيدٍ من الملاحظات باستخدام JW ST عند طول موجة يبلغ12.8 ميكرون لقياس درجة حرارةTR AP PI ST – ١ ب أثناء دورانه المتكرر حول نجمه . بينما يتحرك الكوكب الخارجي أمام النجمة وحولها وخلفها ، يكشف الضوء المتغير عن مقدار الضوء تحت الأحمر المنبعث بواسطةالك وكب الخارجي ، مما يمنح علماء الفلك الأدوات اللازمة لقياس توزيع درجة الحرارة عبر سطحالك وكب الخارجي .
ثم قام الباحثون بمقارنة ملاحظاتهم ضد نماذج مختلفة لمحاولة معرفة ما كانوا يرونه . بالمقارنة مع تحليل الـ15 ميكرون الذي وجد سطحا عارياً رمادياً ، وجدت مجموعة البحث ملاحظات الـ12.8 ميكرون أكثر توافقاً مع سطح عارٍ مغطى بصخور بركانية غنية بالمعادن .
This could indicate thatTR AP PI ST –١ ب لديه نشاط تكتوني أو بركاني ، أوأن جذب الجاذبية للنجم والكواكب الخارجية الأخرى في النظام يقوم بشد وضغطTR AP PI ST –١ ب للحفاظ على داخله ساخناً ومذاباً .
p>The other interpretation of the data is an atmosphere rich in carbon dioxide.This can be reconciled with the15-micron observations by the presence of a haze resulting in a phenomenon known as thermal inversion, whereby the carbon dioxide emits15-micron light rather than absorbs it.
p>”هذه الانقلابات الحرارية شائعة جدًا في الغازات الجوية لأجسام النظام الشمسي ، ربما تكون أقرب مثال هو الغلاف الجوي الضبابي لقمر زحل تايتن”، كما يشرح عالم الفلك ميشيل مين من المعهد الهولندي لأبحاث الفضاء.
p>”ومع ذلك ، فإن الكيمياء الموجودة في الغلاف الجوي لـT R A P P I S T –١ ب متوقعة لتكون مختلفة تمامًا عن تايتن أو أي جسم صخري آخر ضمن النظام الشمسي ومن الرائع التفكير أننا ربما ننظر إلى نوع جديد تمامًاغير معروف لنا.”
p>أيٌّ مِن هذه السيناريوهات يحدث بالفعلعلىT R A P P I S T –١ ب سيستغرق الكثيرمن التنقيب للكشف عنه ولكن الدراسة تسلط الضوء فقط كم هوصعب معرفة ما يحدثفي العوالم الأخرى بعيدًاعنالنظامالشّمسي.
p>( تم نشر أبحاث الفريقفيNature Astronomy .
