رصد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية

التقط تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا أول دليل واضح على وجود ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب خارج النظام الشمسي.

توفر هذه الملاحظة لكوكب غازي عملاق يدور حول نجم شبيه بالشمس على بعد 700 سنة ضوئية رؤى مهمة حول تكوين وتشكيل الكوكب. هذا الاكتشاف، يقدم دليلاً على أن Webb قد يكون قادراً في المستقبل على اكتشاف وقياس ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الرقيق للكواكب الصخرية الصغيرة.

ومع أن الكوكب المكتشف عملاق غازي وساخن، يستحيل وجود حياة عليه بالمفهوم الذي نعرفه، يُظهر هذا الاكتشاف إمكان إجراء عمليات مراقبة للكواكب الصخرية تهدف في نهاية المطاف إلى معرفة ما إذا كانت تتوافر على أحدها ظروف مؤاتية لنشوء أشكال من الحياة.

الكوكب (WASP-39 b) هو عملاق غازي ساخن كتلته حوالي ربع كتلة كوكب المشتري (تقريباً مثل زحل) وقطره أكبر بـ 1.3 مرة من كوكب المشتري. يرتبط انتفاخه الشديد جزئياً بارتفاع درجة حرارته (حوالي 1600 درجة فهرنهايت أو 900 درجة مئوية). على عكس عمالقة الغاز الأكثر برودة والأكثر إحكاما في نظامنا الشمسي، يدور WASP-39 b بالقرب جداً من نجمه، فقط حوالي ثُمن المسافة بين الشمس وعطارد، يكمل دائرة واحدة في ما يزيد قليلاً عن أربعة أيام أرضية.

تم اكتشاف الكوكب، الذي تم الإبلاغ عنه في عام 2011، بناءً على الاكتشافات الأرضية الدقيقة والتعتيم الدوري للضوء من نجمه المضيف أثناء عبور الكوكب أو مروره أمام النجم.

كشفت الملاحظات السابقة من تلسكوبات أخرى، بما في ذلك تلسكوبات ناسا الفضائية هابل وسبيتزر، عن وجود بخار الماء والصوديوم والبوتاسيوم في الغلاف الجوي للكوكب. أكدت حساسية Webb التي لا مثيل لها للأشعة تحت الحمراء وجود ثاني أكسيد الكربون على هذا الكوكب أيضاً.

تُظهر سلسلة من المنحنيات الضوئية المأخوذة من مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) من ويب التغير في سطوع ثلاثة أطوال موجية مختلفة (ألوان) من الضوء من نظام النجوم بمرور الوقت مع عبور الكوكب للنجم في 10 يوليو 2022.

يمكن أن توفر الكواكب العابرة مثل (WASP-39 b)، التي نلاحظ مداراتها من الحافة وليس من الأعلى، للباحثين فرصاً مثالية لاستكشاف الغلاف الجوي للكواكب.

نظراً لأن الغازات المختلفة تمتص مجموعات مختلفة من الألوان، يمكن للباحثين تحليل الاختلافات الصغيرة في سطوع الضوء المرسل عبر طيف من الأطوال الموجية لتحديد ما يتكون منه الغلاف الجوي بالضبط. يُعد (WASP-39 b) هدفاً مثالياً للتحليل الطيفي للإرسال، بفضل مزيج من الغلاف الجوي المتضخم والعبور المتكرر.

استخدم فريق البحث مطياف Webb القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIRSpec) في ملاحظاته على (WASP-39b). في الطيف الناتج من الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية، تقدم تلة صغيرة تتراوح بين 4.1 و 4.6 ميكرون أول دليل واضح ومفصل لثاني أكسيد الكربون الذي تم اكتشافه على الإطلاق في كوكب خارج النظام الشمسي.

لم يقم أي مرصد على الإطلاق بقياس مثل هذه الاختلافات الدقيقة في سطوع العديد من الألوان الفردية عبر نطاق يتراوح من 3 إلى 5.5 ميكرون في طيف إرسال كوكب خارج المجموعة الشمسية من قبل. يعد الوصول إلى هذا الجزء من الطيف أمراً ضرورياً لقياس وفرة الغازات مثل الماء والميثان، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون، والتي يُعتقد أنها موجودة في العديد من أنواع الكواكب الخارجية المختلفة.

أوضح فيفيان بارمينتييه، الباحث المشارك من جامعة أكسفورد: "الهدف هو تحليل ملاحظات النشر المبكر للعلوم بسرعة وتطوير أدوات مفتوحة المصدر ليستخدمها مجتمع العلوم". "يتيح ذلك تقديم مساهمات من جميع أنحاء العالم ويضمن خروج أفضل العلوم الممكنة من العقود القادمة من الملاحظات".

ليفانت نيوز_ "NASA"