عالم جديد به شمسان و عاصفة
مصر: ايهاب محمد زايد
علماء الفلك يرصدون عالمًا غريبًا عملاقًا به شمسان وعاصفة رملية مستعرة
عالم غريب على بعد 70 سنة ضوئية فقط من الأرض هو واحد من أغرب عالم اكتشفناه حتى الآن.
تعمل عند كتلة 20 كوكب المشتري ، ولها درجات حرارة يمكن أن تذوب الألمنيوم بسرعة ، ولها مدار مدته 10000 عام ليس حول نجم واحد بل نجمين. ونعم: لقد دمرتها عاصفة رملية مستمرة وعاصفة.
استخدم علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي للحصول على أكثر الملاحظات دقة حتى الآن للجسم ذي الكتلة الكوكبية ، وكشفوا عن سحب صافية من حبيبات السيليكات المنتشرة في الغلاف الجوي للعالم المسمى VHS 1256 b.
هذا الاكتشاف ، الذي نُشر العام الماضي على خادم ما قبل الطباعة arXiv ، قد خضع لعملية مراجعة الأقران ومن المقرر أن يظهر في مجلة Astrophysical Journal Letters .
بالإضافة إلى ذلك ، حدد الفريق العديد من مكونات الغلاف الجوي لـ VHS 1256 b. وتشمل هذه الاكتشافات الواضحة للميثان وأول أكسيد الكربون والماء ، مع أدلة إضافية على ثاني أكسيد الكربون.
يقول عالم الفيزياء الفلكية بول موليير من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا: “لا يوجد تلسكوب آخر حدد هذا العدد الكبير من الميزات في وقت واحد لهدف واحد” . “نحن نرى العديد من الجزيئات في طيف واحد من JWST التي تفصل السحابة الديناميكية وأنظمة الطقس على الكوكب.”
يعتبر VHS 1256 b لغزًا نوعًا ما. تمتد كتلته على الحدود بين الكواكب العملاقة والأقزام البنية ، “النجوم الفاشلة” التي ليست ضخمة بما يكفي لدمج الهيدروجين ولكن يمكن أن يدمج نظير الهيدروجين الأثقل في قلبها ، والذي يتميز بدرجة حرارة اندماج وضغط أقل من الهيدروجين.
يُعتقد أن هذين النوعين من الكائنات يتشكلان بشكل مختلف تمامًا. تتشكل الأقزام البنية بشكل عام مثل النجوم ، وتنهار من عقدة كثيفة من المواد في سحابة من الغاز والغبار ثم تمتص المزيد من المواد لتنمو. يعد اندماج الديوتيريوم خطوة وسيطة مع نمو النجم ، لكن بعض النجوم – الأقزام البنية – تتوقف عن النمو عند هذه النقطة وتبقى كما هي.
من ناحية أخرى ، يُعتقد أن الكواكب تتشكل من الأسفل إلى الأعلى ، من المادة المتبقية بعد تشكل النجم ، وتتجمع معًا لتتحول إلى كوكب. يُعتقد أن هذه المادة عادة ما تكون قريبة جدًا من النجم. يشير الفصل المداري الواسع لـ VHS 1256 b عن شمسيها إلى أنه تشكل نتيجة لانهيار السحب ، لكن هذا ليس تشخيصيًا.
من الناحية النظرية ، يمكن أن تتكون الكواكب أيضًا من نموذج انهيار السحابة ؛ الحد الأدنى للكتلة المقدرة لجسم انهيار سحابة هو كوكب المشتري واحد. وبالتالي ، فإن الخط الفاصل بين الكوكب والقزم البني هو الحد الأقصى لكتلة احتراق الديوتيريوم ، مما يعني أن الطبيعة الدقيقة لـ VHS 1256 b غير معروفة.
لكن تلك المسافة الكبيرة هي التي سمحت بمثل هذه الملاحظات الرائعة.
يقول عالم الفلك بريتاني مايلز Brittany Miles من جامعة أريزونا ، والذي قاد فريق البحث الدولي : “يبعد VHS 1256 b أربع مرات عن نجومه عن بلوتو عن شمسنا ، مما يجعله هدفًا رائعًا لـ Webb”. “هذا يعني أن ضوء الكوكب لا يختلط بضوء نجومه.”
نطاق مراقبة JWST هو الأشعة تحت الحمراء والأشعة تحت الحمراء القريبة ، النطاق الذي يشمل الإشعاع الحراري. و VHS 1256 b صغير جدًا ، عمره 150 مليون سنة فقط ، ولا يزال ساخنًا جدًا من عملية التشكيل. يصل غلافه الجوي ، حيث توجد السحب الرملية ، إلى 830 درجة مئوية (1526 درجة فهرنهايت).
هذه الحرارة ، إلى جانب جاذبيتها المنخفضة ، تجعل سماءها شديدة الاضطراب. قام العلماء بتحليل الضوء الذي اكتشفه JWST ، ودرسوا الطيف بتفاصيل دقيقة لاختيار الميزات التي تنتجها العناصر المختلفة التي تمتص أطوال موجية محددة.
هذه هي الطريقة التي حددوا بها الغازات المختلفة التي عثروا عليها في الغلاف الجوي للكائن – وسحب الرمال التي تتغير باستمرار ، والتي من المحتمل أن تكون مكونة من إنستاتيت ، أو فورستريت ، أو كوارتز.
كانت البيانات مفصلة للغاية لدرجة أن الباحثين كانوا قادرين على تحديد أحجام مختلفة من الحبوب أيضًا ، من الحبوب الدقيقة مثل جزيئات الدخان إلى الحبوب الأكبر مثل الرمل. افترض الباحثون أن هذه الحبيبات الأكبر ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن أن تبقى في الغلاف الجوي العلوي وتعود المطر مرة أخرى إلى الداخل ، مع ارتفاع الجزيئات الأصغر.
ينتج عن هذا تباين كبير في سطوع العالم خلال يومه البالغ 22 ساعة ، مما يشير إلى أن سحب السيليكات قد تكون آلية شائعة لعمل مثل هذه الاختلافات في الأقزام البنية. يعتقد الفريق أنه يمكن تكرار الملاحظات بسهولة للأقزام البنية الأخرى ، مما قد يساعدنا في معرفة المزيد عن هذه الأجسام الغريبة.
وقد أعطانا VHS 1256 b الكثير لنضغه.
تقول عالمة الفيزياء الفلكية إليزابيث ماثيوز من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك: “لقد عزلنا السيليكات ، لكن الفهم الأفضل لأحجام الحبوب وأشكالها التي تتطابق مع أنواع معينة من السحب سوف يتطلب الكثير من العمل الإضافي”.
“هذه ليست الكلمة الأخيرة على هذا الكوكب – إنها فقط بداية جهد نمذجة على نطاق واسع لفهم بيانات JWST المعقدة.”
نُشر البحث في مجلة The Astrophysical Journal Letters.
