غلاف جوي يحيط بكوكب صخري خارج النظام الشمسي 2025

TOI-561 b يُعد أحد أبرز الكواكب الصخرية خارج النظام الشمسي التي أثارت إعجاب العلماء مؤخراً؛ فقد كشف باحثون عن أدلة دامغة تشير إلى وجود غلاف جوي يحيط بهذا الكوكب الغامض. نشرت الدراسة في مجلة The Astrophysical Journal Letters أن هذا الغلاف يتكون من طبقة غازية كثيفة فوق محيط من الحمم البركانية؛ مما يفسر كثافته المنخفضة بشكل استثنائي. يتحدى هذا الاكتشاف الاعتقاد السائد بأن الكواكب الصغيرة القريبة من نجومها تفقد جوها الجوي بسرعة.

خصائص TOI-561 b الفريدة ودورته السريعة

يندرج TOI-561 b ضمن فئة نادرة من الكواكب المعروفة بـ”الكواكب ذات الدورات القصيرة جداً”؛ حيث يصل نصف قطره إلى 1.4 ضعف حجم الأرض ويتمم دورة كاملة حول نجمه في أقل من 11 ساعة فقط. يدور هذا الكوكب حول نجم أصغر حجمًا وأبرد من الشمس؛ لكنه يقترب منه إلى مسافة أقل من مليون ميل؛ أي أقل بنحو 40 مرة من المسافة بين عطارد والشمس. نتيجة لذلك؛ يرتبط الكوكب جاذبيًا بشكل دائم بحيث يواجه جانبه النهاري النجم طوال الوقت؛ مما يرفع درجات الحرارة هناك إلى مستويات تتجاوز نقطة انصهار الصخور العادية. هذه الظروف الشديدة تجعل TOI-561 b نموذجًا مثاليًا لدراسة كيفية بقاء الغلاف الجوي في مثل هذه البيئات القاسية؛ حيث يُعتقد أنه يحافظ على توازن حراري يحمي السطح إلى حد ما.

كيف ساعد تلسكوب جيمس ويب في كشف غلاف TOI-561 b الجوي

استعان العلماء بمطياف الأشعة تحت الحمراء القريب الموجود على متن تلسكوب جيمس ويب لقياس إشعاع الكوكب؛ مما مكّن من تحديد درجة حرارة جانبه النهاري بدقة عالية. أظهرت البيانات أن الحرارة هناك لا تتجاوز 1800 درجة مئوية؛ وهو رقم أقل بكثير مما يُتوقع لكوكب صخري عاري تمامًا من أي غاز. هذا الانخفاض يُعزى إلى نقل فعال للحرارة عبر الغلاف الجوي؛ الذي يحتوي على غازات تمتص أجزاء من الأشعة قبل الوصول إلى الفضاء؛ مما يجعل TOI-561 b يبدو أبرد للمراقبين. كما اقترحت الباحثة أنجالي بيت من جامعة برمنغهام أن سحب من السيليكات قد تعكس ضوء النجم؛ مساهمة في تبريد إضافي للغلاف. استخدم الفريق أيضًا تقنية قياس انخفاض سطوع النظام أثناء مرور الكوكب خلف النجم؛ وهي طريقة مستوحاة من دراسات سابقة لأنظمة مثل TRAPPIST-1.

لتوضيح الخطوات الرئيسية في عملية الاكتشاف؛ إليك التفاصيل:

• مراقبة النظام لأكثر من 37 ساعة متواصلة لتسجيل أربع دورات كاملة لـ TOI-561 b.
• قياس الإشعاع تحت الحمراء لتحديد درجة الحرارة على الجانب النهاري.
• اختبار فرضية الغلاف الجوي من خلال تحليل انخفاض السطوع أثناء المرور النجمي.
• مقارنة النتائج مع نماذج لكواكب صخرية أخرى للتحقق من الكثافة المنخفضة.
• دراسة تأثير الغازات والسحب على نقل الحرارة بين الجانبين النهاري والليلي.

تأثير التركيب الكيميائي على تطور TOI-561 b

أكدت يوهانا تيسكي؛ الباحثة الرئيسية في مختبر كارنيجي؛ أن كثافة TOI-561 b المنخفضة تتنافى مع التوقعات لكوكب أرضي النموذج؛ خاصة مع تكوينه حول نجم قديم يبلغ عمره ضعف عمر الشمس وفقير بالحديد. يقع هذا النظام في القرص السميك لدرب التبانة؛ مما يشير إلى تشكل الكوكب في بيئة كيميائية متميزة عن نظامنا الشمسي؛ ربما تمثل المراحل الأولى للكون. أوضح تيم ليتشنبرج أن هناك توازنًا ديناميكيًا بين محيط بركاني داخلي يطلق غازات تغذي الغلاف؛ وبين امتصاص هذه الغازات مرة أخرى؛ مما يجعل TOI-561 b يشبه كرة حمم رطبة غنية بمتطايرات غير مألوفة على الأرض. هذه الدورة الحرارية النشطة تعزز فكرة وجود غلاف جوي غير تقليدي.

لتلخيص الخصائص الرئيسية مقارنة بالأرض؛ يُظهر الجدول التالي الاختلافات البارزة:

تُمثل هذه الاكتشافات الجزء الأول من برنامج مراقبة تلسكوب جيمس ويب؛ حيث يتابع العلماء تحليل البيانات لرسم خريطة حرارية شاملة وتحديد تركيب الغلاف بدقة أعلى.