Sci - nature wiki

يضيء تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا الكواكب الخارجية

0
كوكب XO-3b

يحتوي الكوكب XO-3b على مصدر داخلي للحرارة ، ربما من تسخين المد والجزر ، والذي ينتج عن ضغط باطن الكوكب بواسطة جاذبية نجمه الأم. يمكن زيادة هذا من خلال المدار الإهليلجي قليلاً للكوكب (كما هو موضح على اليمين) ، مما يعني أنه بيضاوي الشكل أكثر من كونه دائريًا. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

قد يساعد مرصد الأشعة تحت الحمراء في الإجابة عن أسئلة حول الكواكب خارج نظامنا الشمسي ، أو الكواكب الخارجية ، بما في ذلك كيفية تشكلها وما الذي يدفع الطقس في غلافها الجوي.

دراستان جديدتان باستخدام بيانات من ناساألقى تلسكوب سبيتزر الفضائي المتقاعد الضوء على الكواكب الخارجية العملاقة والأقزام البنية ، وهي أجسام ليست نجومًا تمامًا ولكنها ليست كواكب تمامًا أيضًا. كانت كلتا الدراستين محور مؤتمرات إخبارية افتراضية استضافتها الجمعية الفلكية الأمريكية في 13 يناير.

أظهر أحد التحقيقات أن الطقس على الأقزام البنية – التي تتشكل مثل النجوم ولكن ليس لديها كتلة كافية لبدء حرق الهيدروجين في قلبها كما تفعل النجوم – يختلف مع تقدم العمر. الأقزام البنية والكواكب الخارجية العملاقة متشابهة في القطر والكتلة والتركيب ، لذا فإن فهم خصائص الغلاف الجوي لأحدهما يمكن أن يوفر رؤى حول خصائص الآخر.

تنتمي الدراسة الثانية إلى مجموعة من الأعمال التي تبحث في كوكب المشتري الحار – الكواكب الغازية الخارجية التي تدور بالقرب من نجومها الأم. كيف تكون هذه الكواكب الضخمة ، وهل يمكن أن تكون هناك فئات فرعية من كواكب المشتري الساخنة ذات قصص تكوين مختلفة؟ للبحث عن إجابات ، نظر مؤلفو الدراسة في كوكب خارج المجموعة الشمسية XO-3b ، مثال نادر على السخانات الساخنة كوكب المشتري لوحظ أثناء الهجرة بالقرب من نجمه المضيف.

نظائر الكواكب الخارجية

غالبًا ما يجلب العمر الاستقرار للبشر ، ويبدو أن هذا ينطبق أيضًا على الأشياء الكونية. ستناقش جوانا فوس ، عالمة الفيزياء الفلكية في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في نيويورك ، دراسة استقصائية لسبيتزر نُشرت في مجلة الفيزياء الفلكية والتي وجدت تباينًا أعلى في الطقس على الأقزام البنية الصغيرة مقارنة بالأقزام البنية القديمة.

وأما الأقزام البنية فكلمة تقلبية يشير إلى التغيرات قصيرة المدى في شدة الأطوال الموجية المختلفة للأشعة تحت الحمراء القادمة من الغلاف الجوي للكائن. يعتقد علماء الفلك أن هذه الاختلافات ناتجة عن السحب التي تعكس وتمتص الضوء في الغلاف الجوي.

قد يشير التباين الكبير إلى ميزة رئيسية في الغلاف الجوي ، ربما مثل بقعة المشتري الحمراء العظيمة – عاصفة أكبر من الأرض والتي كانت تدور لمئات السنين. يمكن أن يشير أيضًا إلى جو سريع التغير ، والذي يمكن أن يكون له أسباب متعددة مثل الاختلافات الرئيسية في درجات الحرارة في الغلاف الجوي أو الاضطرابات (التي تسببها أحيانًا الرياح القوية).

جو قزم بني

يوضح هذا الرسم التوضيحي الشكل الذي قد تبدو عليه السحب في الغلاف الجوي للقزم البني. باستخدام تلسكوب سبيتزر الفضائي المتقاعد التابع لناسا ، تمكن العلماء من اكتشاف الغيوم وميزات الطقس الأخرى في أجواء الأقزام البنية. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / IPAC / T. بايل

بمقارنة الأقزام البنية الصغيرة بملاحظات سبيتزر السابقة للأقزام البنية الأكبر سنًا ، وجد المؤلفون أن الأجسام الشابة من المرجح أن تُظهر تباينًا في الغلاف الجوي. ووجدوا أيضًا أن الاختلافات أكبر وأكثر دراماتيكية في الأقزام البنية الأصغر سنًا. تعزو فوس وزملاؤها الاختلاف إلى حقيقة أن الأقزام البنية تكون منتفخة عندما تكون صغيرة ولكنها تصبح أكثر إحكاما مع تقدمهم في العمر ، مما يجعل الغلاف الجوي يبدو أكثر اتساقًا على الأرجح.

تتشابه الأقزام البنية الصغيرة في القطر والكتلة والتركيب مع الكواكب الخارجية العملاقة المكونة أساسًا من الغاز. لكن دراسة الكواكب الخارجية الكبيرة معقدة بسبب الوجود القريب للنجوم الأم: فالكواكب المصاحبة تشع الغلاف الجوي للكوكب ، مما يغير درجة الحرارة ، أو حتى الكيمياء ، ويؤثر على الطقس. كما أن الضوء الساطع الصادر عن النجم يجعل رؤية الكوكب الخافت أكثر صعوبة.

من ناحية أخرى ، يمكن للأقزام البنية أن تعمل كنوع من مجموعة التحكم ويمكن ملاحظتها في عزلة في الفضاء. يخطط مؤلفو الدراسة لدمج الاكتشاف الجديد في نماذج لكيفية تطور الغلاف الجوي للقزم البني والكواكب الخارجية العملاقة مع تقدم العمر.

ترحيل العمالقة

على الرغم من أن كواكب المشتري الحارة هي أكثر أنواع الكواكب الخارجية دراسة ، إلا أن الأسئلة الرئيسية تظل قائمة حول كيفية تشكلها. على سبيل المثال ، هل تتشكل هذه الكواكب بعيدًا عن نجومها الأم – على مسافة حيث يكون الجو باردًا بدرجة كافية حتى تصبح جزيئات مثل الماء صلبة – أو أقرب؟ يتناسب السيناريو الأول بشكل أفضل مع النظريات حول كيفية ولادة الكواكب في نظامنا الشمسي ، لكن ما الذي قد يدفع هذه الأنواع من الكواكب إلى الهجرة بالقرب من نجومها الأصلية لا يزال غير واضح.

استخدمت ليزا دانج ، عالمة الكواكب الخارجية بجامعة ماكجيل في مونتريال ، وزملاؤها بيانات سبيتزر لدراسة كوكب خارج المجموعة الشمسية يسمى XO-3b ، والذي له مدار غريب الأطوار (بيضاوي) بدلاً من مدار دائري لجميع كواكب المشتري الساخنة المعروفة تقريبًا. يشير المدار غريب الأطوار إلى أن XO-3b ربما هاجر مؤخرًا نحو نجمه الأم ؛ إذا كان الأمر كذلك ، فسوف يستقر في النهاية في مدار أكثر دائرية.

تشير ملاحظات جايا ، وهو مرصد فضائي تابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، وسبيتزر إلى أن الكوكب ينتج بعضًا من حرارته الخاصة ، لكن العلماء لا يعرفون السبب. توفر بيانات Spitzer أيضًا خريطة لأنماط المناخ في placessnet. من المحتمل أن يكون الدفء الزائد قادمًا من باطن الكوكب ، من خلال جهاز يسمى تسخين المد والجزر. يتأرجح ضغط جاذبية النجم على الكوكب لأن المدار غير المنتظم يأخذ الكوكب بعيدًا ثم أقرب إلى النجم. ينتج عن التغييرات الناتجة في الضغط الداخلي حرارة.

بالنسبة إلى دانغ ، يوفر كوكب المشتري الساخن غير المعتاد فرصة لاختبار الأفكار حول عمليات التكوين التي قد تنتج خصائص معينة في هذه الكواكب الخارجية. على سبيل المثال ، هل يمكن أن يكون تسخين المد والجزر في كواكب المشتري الحارة الأخرى أيضًا علامة على الهجرة الأخيرة؟ لن يحل XO-3b وحده اللغز ، لكنه بمثابة اختبار مهم للأفكار الناشئة حول هذه الشركات العملاقة الحارقة.

المزيد عن البعثة

جميع البيانات العلمية التي تم جمعها بواسطة Spitzer خلال حياته متاحة للجمهور عبر أرشيف بيانات Spitzer ، الموجود في أرشيف علوم الأشعة تحت الحمراء في IPAC في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا ، كاليفورنيا. أدار مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في جنوب كاليفورنيا مهمة تلسكوب سبيتزر الفضائي لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا في واشنطن.

أجريت العمليات العلمية في مركز Spitzer Science في IPAC. تمت عمليات المركبة الفضائية في شركة لوكهيد مارتن سبيس في ليتلتون ، كولورادو.

Leave A Reply

Your email address will not be published.