تلسكوب أرضي يرصد بشكل مباشر الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية ، ويرى سحابات دوامة من الحديد والسيليكات
لقد حصلنا أخيرًا على أول نظرة بصرية على كوكب خارج المجموعة الشمسية وغلافه الجوي ، وهو مكان غريب. يسمى الكوكب HR8799e ، وغلافه الجوي معقد. يقع HR8799e في قبضة عاصفة عالمية ، تهيمن عليها سحب دوامة من الحديد والسيليكات.
بفضل مركبة الفضاء كبلر ، اكتشفنا الكثير من الكواكب الخارجية والكواكب الخارجية المرشحة في السنوات القليلة الماضية. في الواقع ، أصبح الأمر روتينيًا تقريبًا الآن. لكننا لا نعرف الكثير عنهم. يمكننا تحديد نطاق الكتلة بالنسبة لهم وكذلك تكوينهم المحتمل وكثافتهم ، لكن خصائص الغلاف الجوي الخاصة بهم مخفية عنا.
لكن هذا بدأ يتغير.
يمكننا أن نشكر المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) على هذه النظرة على كوكب خارجي بعيد. استخدموا جاذبية أداة على مقياس التداخل التلسكوب الكبير جدًا للحصول على أول ملاحظة مباشرة لكوكب خارج المجموعة الشمسية. هذه ليست صورة حقيقية للكوكب ، لكنها طيف ضوئي للغلاف الجوي ، وهو أكثر تفصيلاً بكثير من أي شيء رأيناه سابقًا.
HR8799e هو ما يسمى ' كوكب المشتري الفائق 'وليس مثل أي كوكب في نظامنا الشمسي. إنه عملاق غازي يبلغ حجم كتلته حوالي 5 إلى 10 أضعاف حجم كوكب المشتري ، ويدور حول نجم يبعد حوالي 129 سنة ضوئية. إذا كان في نظامنا الشمسي ، فسيكون مداره بين زحل وأورانوس. إنه أيضًا كوكب صغير ، يبلغ عمره حوالي 30 مليون سنة فقط. و HR8799e لا يزال ساخنًا جدًا.
يقع كوكب خارج المجموعة الشمسية HR8799e في كوكبة Pegasus. إنه موجود في الدائرة الحمراء في الصورة أعلاه. حقوق الصورة:
ESO و IAU و Sky & Telescope
الكوكب في الأساس حار ، صغير ، رضيع ، ويعتقد العلماء أنه يمكن أن يفتح نافذة على تكوين الكواكب والأنظمة الشمسية. إنه مكان معاد ، بقدر ما تذهب إليه الحياة. لا يزال الجو حارًا منذ تكوينه ، وله تأثير قوي في الاحتباس الحراري. 1000 درجة مئوية مميتة.
لكن قابليتها للسكن ، أو عدم صلاحيتها للسكن ، ليس هو المهم هنا.
سيلفستر لاكور ، باحث في مرصد باريس ومعهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض.
'يرسم هذا صورة لجو ديناميكي لكوكب خارجي عملاق عند الولادة ، يخضع لعمليات فيزيائية وكيميائية معقدة.'
هذه هي المرة الأولى التي نتعلم فيها الكثير من التفاصيل حول كوكب خارج المجموعة الشمسية ، وكل ذلك بفضل مقياس التداخل VLT وأداة GRAVITY المرفقة. الصورة مفصلة بعشر مرات مثل أي ملاحظات سابقة ، مما سمح لعلماء الفلك باكتشاف بعض المفاجآت.
الجاذبية ليست أداة واحدة. إنها في الواقع مجموعة من الأنظمة الفرعية التي تتحكم بدقة في الضوء الوارد من VLT-I. هذه هي BCI ، أو Beam Control Unit ، مع تسمية المكونات البارزة. حقوق الصورة: ESO.
أظهر الطيف التفصيلي لـ HR8799e أن الغلاف الجوي يحتوي على سحب من الحديد وغبار السيليكات. كما أنه يحتوي على كمية أكبر من أول أكسيد الكربون مقارنة بالميثان ، وهو أمر محير.
'أظهر تحليلنا أن HR8799e له غلاف جوي يحتوي على كمية أكبر بكثير من أول أكسيد الكربون من الميثان - وهو شيء غير متوقع منه كيمياء التوازن ، 'يشرح قائد الفريق سيلفستر لاكور باحث CNRS في Observatoire de Paris - PSL ومعهد Max Planck للفيزياء خارج كوكب الأرض.'يمكننا تفسير هذه النتيجة المفاجئة بشكل أفضل من خلال الرياح الرأسية الشديدة داخل الغلاف الجوي التي تمنع أول أكسيد الكربون من التفاعل مع الهيدروجين لتكوين غاز الميثان.'
ما يقوله لاكور هو أن التفاعلات الكيميائية المتوقعة التي تتضمن أول أكسيد الكربون والميثان لا تحدث كما هو متوقع ، ونتيجة لذلك فإن الغلاف الجوي ليس في حالة توازن. يفترض أن الرياح الرأسية الشديدة تمنع الاثنين من الاختلاط والتفاعل.
مقياس التداخل VLT هو أربعة تلسكوبات 8.2 متر تعمل كواحد. المتراكب على الصورة هو المسار الذي ينتقل فيه الضوء من كل نطاق قبل أن يتم 'تجميعه' كمقياس تداخل. يقع VLT-I في مرصد Paranal. حقوق الصورة: ESO
كما أن السحب المكونة من غبار الحديد والسيليكات محيرة أيضًا. وفقًا لبيان صحفي ، يشير الحديد والسيليكات ، جنبًا إلى جنب مع المستويات العالية من أول أكسيد الكربون ، إلى أن الغلاف الجوي HR8799e متورط في عاصفة قوية.
بشكل عام ، تم الكشف عن كوكب خارج المجموعة الشمسية على أنه كوكب صغير جدًا له غلاف جوي معقد يخضع للعديد من التغييرات ، وليس قريبًا من أي نوع من الحالة المستقرة.
'تشير ملاحظاتنا إلى كرة من الغاز مضاءة من الداخل ، مع أشعة من الضوء الدافئ تحوم عبر البقع العاصفة من السحب الداكنة ،'يشرح لاكور.يتحرك الحمل الحراري حول سحب جزيئات السيليكات والحديد ، التي تتفكك وتتساقط في الداخل. يرسم هذا صورة لجو ديناميكي لكوكب خارجي عملاق عند الولادة ، يخضع لعمليات فيزيائية وكيميائية معقدة '.
هذه نتيجة مثيرة للاهتمام بالنسبة إلى ESO و VLT-I و GRAVITY. GRAVITY مسؤولة بالفعل عن بعض الأعمال الرائدة الأخرى ، بما في ذلك ملاحظتها لـ غاز يحوم حول ثقب أسود عند 30٪ من سرعة الضوء.
نأمل أن يستخدموه لتصوير المزيد من الكواكب الخارجية. وما إلى ذلك وهلم جرا.