الغلاف الجوي للهيليوم لكواكب خارج المجموعة الشمسية منتفخ مثل البالون

مفهوم الفنان عن كوكب خارج المجموعة الشمسية HAT-P-11b (أمام نجمه) بغلافه الهليوم الممتد الذي ينفجر في الفضاء عن طريق الإشعاع النجمي من النجم. صورة عبردينيس باجرام.


الكواكب الخارجيةتأتي في العديد من الأنواع والأحجام المختلفة ، من عوالم صخرية صغيرة إلى عمالقة غاز أكبر بكثير من كوكب المشتري. الآن ، اكتشف علماء الفلك عالمًا فريدًا آخر ، بامتدادالهيليوم- أجواء غنية يقولون أنها 'منتفخة مثل البالون'. فريق البحث بقيادة علماء من جامعة جنيف في سويسرا (UNIGE) ،نشرتإنهمراجعة الأقرانالنتائج في عدد 6 ديسمبر 2018 من المجلةعلم.

الهيليوم نادر جدًا على الأرض ، ولكنه شائع في جميع أنحاء الكون. في الواقع ، هو ثاني أكثر العناصر وفرة في الكون بعد الهيدروجين. الكوكب - وهو المسمىHAT-P-11b- له جو 'منتفخ' أكبر من المعتاد ، مثل بالون لعبة طفل ، شيء لم يسبق له مثيل من قبل حتى الآن. كمامعلنبواسطةجيسيكا سبيكفي جامعة إكستر ، يبتهج العلماء بالنتائج التالية:


هذا اكتشاف مثير حقًا ، لا سيما أنه تم اكتشاف الهيليوم فقط في الغلاف الجوي للكواكب الخارجية لأول مرة في وقت سابق من هذا العام. تُظهر الملاحظات أن الهليوم يُطلق بعيدًا عن الكوكب بواسطة إشعاع نجمه المضيف. نأمل أن نتمكن من استخدام هذه الدراسة الجديدة لمعرفة أنواع الكواكب التي تحتوي على أغلفة كبيرة من الهيدروجين والهيليوم ، ومدة احتفاظها بالغازات في غلافها الجوي.

HAT-P-11b أكبر بقليل من نبتون. صورة عبرAldaron / ويكيبيديا / كتالوج Open Exoplanet.

يُعرف HAT-P-11b ، الذي تم اكتشافه لأول مرة في عام 2009 ، باسم aنبتون الساخن، 124سنوات ضوئيةبعيدًا في الكوكبةالبجعة. HAT-P-11b ، حول حجم نبتون في نظامنا الشمسي ، هوحرفيامنتفخ بالهيليوم ، حيث يهرب الغاز إلى الفضاء من الجو المحموم. كما يوحي الاسم ، الجو حار جدًا ، حوالي 1022 درجة فهرنهايت (550 درجة مئوية)! ربما لا يكون هذا مفاجئًا للغاية لأن الكوكب يدور حول نجمه 20 مرة أقرب من الأرض يدور حول الشمس. كما أوضحرومان ألارت، شهادة دكتوراه. طالب في جامعة UNIGE والمؤلف الأول للدراسة الجديدة:

كنا نشك في أن هذا القرب من النجم يمكن أن يؤثر على الغلاف الجوي لهذا الكوكب الخارجي. الأرصاد الجديدة دقيقة للغاية لدرجة أن الغلاف الجوي للكواكب الخارجية يتضخم بلا شك بسبب الإشعاع النجمي ويهرب إلى الفضاء.




يصعب اكتشاف الهيليوم على الكواكب الخارجية ، ولكن تم اكتشافه مبدئيًا لأول مرة على HAT-P-11b باستخدامتلسكوب هابل الفضائيفي وقت سابق من هذا العام ، على الرغم من صعوبة تفسير النتائج. كانت هناك حاجة إلى ملاحظات إضافية ، لذلك كان بعض أعضاء الفريق من UNIGE ، الذين هم أيضًا أعضاء في المركز الوطني للكفاءة في Research PlanetS (NCCR PlanetS) ، لاستخدام تلسكوب آخر - التلسكوب 4 أمتار فيمرصد كالار ألتوفي الأندلس ، إسبانيا - التي استخدمت نوعًا جديدًا منمطيافمسمىكارمن.

مفهوم الفنان لما سيبدو عليه المنظر عالياً في جو HAT-P-11b. الصورة عبر NASA / JPL-Caltech.

أداة CARMENES قادرة على تحديد أكثر من100000 لونفي طيف الأشعة تحت الحمراء ، على عكس المئات التي يستطيع هابل رؤيتها. ساعدت هذه القدرة على رؤية التفاصيل الدقيقة ليس فقط في تأكيد وجود الهيليوم في الغلاف الجوي لـ HAT-P-11b ، ولكن أيضًا في إظهار أن الهيليوم يهرب ببطء إلى الفضاء حيث يتم 'تضخم' الغلاف الجوي بواسطة إشعاع الجسيمات من النجم. (النجومالرياح الشمسية).

البيانات الجديدة دقيقة للغاية ، بحيث أصبح العلماء قادرين على تتبع مسارات ذرات الهيليوم أثناء هروبها من الغلاف الجوي. كما أوضحفنسنت بورييهفي UNIGE و NCCR PlanetS:


ينفجر الهيليوم بعيدًا عن الجانب النهاري للكوكب إلى جانبه الليلي بسرعة تزيد عن 10000 كم / ساعة. نظرًا لأنه غاز خفيف ، فإنه يهرب بسهولة من جاذبية الكوكب ويشكل سحابة ممتدة حوله.

تجعل النتائج HAT-P-11b دراسة حالة مثيرة للاهتمام فيما يتعلق بالأغلفة الجوية للكواكب الخارجية وكيف يمكن للتكنولوجيا الجديدة أن تخبر علماء الفلك بالمزيد عن تكوينها وسلوكها ، على الرغم من أن معظم هذه العوالم تقع على بعد عدة سنوات ضوئية. وهذا يشمل الكواكب - مثل HAT-P-11b - ذات الأجواء الحارة. ما يسمى ب 'كواكب المشتري الساخنة'شائعة أيضًا ، كما وجدت أحدث دراسات التلسكوب الفضائية والأرضية. مثل HAT-P-11b ، فإنهم يدورون بالقرب من نجومهم ، على عكس عمالقة الغاز في نظامنا الشمسي ، وبالتالي لديهم أجواء حارقة. كما لوحظ من قبلكريستوف لوفيس، أيضًا في UNIGE و NCCR PlanetS والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة:

هذه أوقات مثيرة للبحث عن تواقيع الغلاف الجوي في الكواكب الخارجية.

يستخدم الهيليوم ، على الرغم من ندرته على الأرض ، لأغراض مختلفة ، بما في ذلك ملء البالونات. يحتوي الغلاف الجوي لـ HAT-P-11b أيضًا على الهيليوم وهو 'منتفخ' مثل البالون العملاق. صورة عبرchriskeller / pixabay / CC0 المشاع الإبداعي.


في الواقع هم كذلك. قبل بضعة عقود ، لم يكن معروفًا حتى ما إذا كانت الكواكب الخارجية موجودة ، ولكن يتم اكتشافها الآن من قبل الآلاف. لم يكتشفها علماء الفلك فحسب ، بل بدأوا الآن أيضًا في التعرف على المزيد عنها - أحجامها وكتلها وتركيباتها ودرجات الحرارة والغلاف الجوي لها. في الوقت الحالي ، يقتصر ذلك في الغالب على الكواكب الأكبر مثل HAT-P-11b ، ولكن سرعان ما ظهرت تلسكوبات جديدة مثلتلسكوب جيمس ويب الفضائيسيكون قادرًا على دراسة الغلاف الجوي للكواكب الصخرية بحجم الأرض - التي يتم اكتشافها الآن - ومعرفة عدد الكواكب التي قد تكونصالح للسكنىلأجل الحياة.

في عام 2014 ، تم الإبلاغ أيضًا عن ذلكبخار الماءتم اكتشافه في الغلاف الجوي للكوكب ، والذي يتكون أساسًا من الهيدروجين ، جنبًا إلى جنب مع الهيليوم.

خلاصة القول: يوفر الغلاف الجوي الهليوم المتضخم لـ HAT-P-11b لعلماء الفلك فرصة فريدة لدراسة ما يحدث عندما يصبح الغلاف الجوي لكوكب خارجي عملاق شديد الحرارة بفعل نجمه وينفجر جزئيًا على الأقل في الفضاء. يمكن أن تكون هذه البيانات مفيدة أيضًا عند مراقبة كواكب عملاقة غازية ساخنة أخرى أيضًا ، مثل كواكب المشتري الساخنة.

المصدر: امتصاص الهليوم الطيفي من الغلاف الجوي الممتد لكوكب خارجي دافئ من كتلة نبتون

عبر جامعة جنيف

التقويمات القمرية لـ ForVM رائعة! إنهم يقدمون هدايا عظيمة. اطلب الان. الذهاب بسرعة!

هل تريد أن ترى ألمع مذنب لعام 2018؟ كيف ترى المذنب 46P / Wirtanen