العلماء يكتشفون "تأثير المجد" على عالم خارج نظامنا الشمسي لأول مرة

رصد علماء الفلك ما يعتقدون أنه ظاهرة شبيهة بقوس قزح تحدث على كوكب خارج نظامنا الشمسي للمرة الأولى، ويمكن أن تكشف عن رؤى جديدة حول العوالم الفضائية.

رصد تلسكوب الفضاء "تشيوبس" التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، أو القمر الصناعي المميز للكواكب الخارجية "تأثير المجد" على كوكب WASP-76b، وهو كوكب خارج المجموعة الشمسية شديد الحرارة يبعد 637 سنة ضوئية عن الأرض.

ويتكون هذا التأثير، الذي غالباً ما يُرى على الأرض، من حلقات ضوئية ملونة متحدة المركز، ويحدث عندما ينعكس الضوء عن السحب المصنوعة من مادة موحدة.

وبعيداً عن الأرض، لم يُشاهد تأثير المجد على كوكب الزهرة إلا على كوكب الزهرة إلى أن التقط تشيوبس وبعثات أخرى إشارة خافتة بشكل لا يصدق تشير إلى حدوثه في الغلاف الجوي لكوكب WASP-76b شديد الحرارة. واستناداً إلى الإشارة التي التقطها تشيوبس، يعتقد علماء الفلك أن ظاهرة الغلاف الجوي تواجه الأرض مباشرة.

وقد نشر الباحثون تفاصيل الرصد في 5 أبريل/نيسان في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة أوليفييه ديمانجيون، عالم الفلك في معهد الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء في البرتغال، في بيان: "هناك سبب لعدم رؤية أي مجد من قبل خارج نظامنا الشمسي - فهو يتطلب ظروفاً غريبة جداً". "أولاً، تحتاج إلى أن تكون جزيئات الغلاف الجوي قريبة من الكروية بشكل شبه مثالي، وموحدة تماماً ومستقرة بما يكفي لرصدها على مدى فترة طويلة. يجب أن يسطع نجم الكوكب القريب من الكوكب مباشرة عليه، وأن يكون الراصد -وهو هنا كيوبس- في الاتجاه الصحيح تماماً."

كوكب بري حارق

أثار WASP-76b اهتمام علماء الفلك منذ اكتشافه في عام 2013.

ويدور الكوكب الخارجي حول نجمه المضيف عن كثب، وقد تسببت الحرارة والإشعاع الشديدان اللذان يتلقاهما من ذلك النجم الشبيه بالشمس - أكثر من 4000 ضعف كمية الإشعاع التي تتلقاها الأرض من شمسنا - في انتفاخ كوكب WASP-76b، مما جعله ضعف حجم المشتري، أكبر كواكب نظامنا الشمسي تقريباً.

الكوكب محبوس مداريًا بنجمه، مما يعني أن أحد جانبيه، المعروف باسم الجانب النهاري، يواجه النجم دائمًا، بينما الوجه الآخر للكوكب في ليل دائم.

تصل درجة حرارة الجانب النهاري لكوكب WASP-76B إلى درجة حرارة حارقة تبلغ 4352 درجة فهرنهايت (2400 درجة مئوية). العناصر التي من شأنها أن تشكل عادةً صخوراً على الأرض تذوب وتتبخر على الجانب النهاري قبل أن تتكثف وتخلق سحباً تطلق أمطاراً حديدية منصهرة على الجانب الليلي.

قرر علماء الفلك تسخير مجموعة كاملة من المراصد، بما في ذلك تلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب سبيتزر الفضائي المتقاعد الآن ومهمة ناسا لصيد الكواكب TESS، لدراسة ما يبدو أنه اختلال في الضوء حدث أثناء دوران WASP-76b أمام نجمه المضيف.

وألمحت البيانات المجمعة من التلسكوب الفضائي "تشوبس" و"تيس"، أو القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة، إلى أن هذا الشذوذ قد يكون بسبب شيء مثير للاهتمام يحدث في الغلاف الجوي فوق النجم المضيف.

التقط "تشيوبس" بيانات من WASP-76b أثناء مرور الكوكب أمام نجمه، حيث قام بـ 23 عملية رصد على مدى ثلاث سنوات.

عندما نظر علماء الفلك إلى البيانات، لاحظوا زيادة غير عادية في الضوء الصادر من "الفاصل" الشرقي على الكوكب، أو الضوء الفاصل بين جانبي النهار والليل. وفي الوقت نفسه، كان هناك ضوء أقل يصدر من "الفاصل الغربي".

وقال ديمانجيون: "هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف مثل هذا التغير الحاد في سطوع كوكب خارج المجموعة الشمسية، أي "منحنى الطور" الخاص به". "يقودنا هذا الاكتشاف إلى افتراض أن هذا التوهج غير المتوقع يمكن أن يكون ناتجاً عن انعكاس قوي وموضعي ومتباين الخواص (يعتمد على الاتجاه) - تأثير المجد."

وأعرب ديمانجيون عن سعادته بالمشاركة في أول اكتشاف لهذا النوع من الضوء القادم من كوكب خارج المجموعة الشمسية.

وقال: "لقد كان شعوراً مميزاً - وهو شعور خاص لا يحدث كل يوم".

ضوء ملون على العوالم الفضائية

المجد وأقواس قوس قزح ليسا نفس الشيء. يحدث قوس قزح عندما ينحني الضوء أثناء مروره بشكل متتابع عبر وسطين بكثافات مختلفة، مثل الهواء والماء. عندما ينحني الضوء، فإنه ينقسم إلى ألوان مختلفة، مكوناً قوس قزح مقوس.

لكن تأثير المجد ينشأ عندما يتحرك الضوء عبر فتحة ضيقة وينحني مكونًا حلقات ملونة منقوشة.

إذا كان علماء الفلك يشاهدون حقاً تأثير المجد على WASP-76b، فهذا يعني أن الكوكب لديه غيوم مستمرة مصنوعة من قطرات كروية تماماً - أو غيوم تتجدد باستمرار. وفي كلتا الحالتين، فإن وجود مثل هذه السحب يشير إلى أن الغلاف الجوي للكوكب يتمتع بدرجة حرارة مستقرة.

لا تزال طبيعة ما هو موجود بالضبط في السحب على WASP-76b غامضة، ولكن يمكن أن يكون الحديد، حيث تم اكتشاف هذا العنصر سابقاً في السحب على الكوكب.

وقال ماثيو ستاندينغ، وهو زميل أبحاث في وكالة الفضاء الأوروبية يدرس الكواكب الخارجية، في بيان: "من المهم أن نضع في الاعتبار الحجم المذهل لما نشهده". لم يشارك ستاندينغ في الدراسة.

وقال ستاندينج: "يبعد WASP-76b عدة مئات من السنوات الضوئية - وهو كوكب عملاق غازي شديد الحرارة حيث من المحتمل أن يمطر حديداً منصهراً". "على الرغم من الفوضى، يبدو أن (الباحثين) اكتشفوا علامات محتملة لمجد. إنها إشارة خافتة بشكل لا يصدق."

إذا كان علماء الفلك قادرين على رصد إشارة خافتة لظاهرة مثل المجد من على بعد مئات السنين الضوئية، فإن اكتشاف وجود ضوء الشمس المنعكس عن المسطحات المائية خارج كوكب الأرض قد يكون ممكناً أيضاً في المستقبل، وفقاً للباحثين.

وقالت تيريزا لوفتينغر، عالمة المشروع في بعثة آرييل التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، في بيان لها: "هناك حاجة إلى مزيد من الأدلة للقول بشكل قاطع أن هذا "الضوء الإضافي" المثير للاهتمام هو مجد نادر". وهي لم تشارك في الدراسة.

من المتوقع أن يتم إطلاق "آرييل"، أو مهمة الاستشعار عن بعد للغلاف الجوي للكواكب الخارجية بالأشعة تحت الحمراء الكبيرة، في عام 2029 لدراسة الأغلفة الجوية لمجموعة كبيرة ومتنوعة من الكواكب الخارجية.

وقالت لوفتينغر إنها تعتقد أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي أو آرييل قد يكون قادراً على المساعدة في إثبات وجود تأثير المجد على WASP-76b.

وقالت: "يمكننا حتى أن نجد المزيد من الألوان الكاشفة المتألقة التي تسطع من كواكب خارجية أخرى".