علوم الكواكب الخارجية: جيمس ويب يبشر في عصر جديد  

أول اكتشاف لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لـ A كوكب خارج النظام الشمسي، أول صورة لـ كوكب خارج المجموعة الشمسية by JWST، الصورة الأولى ل كوكب خارج المجموعة الشمسية تم التقاط هذا الاكتشاف على الإطلاق بطول موجة الأشعة تحت الحمراء العميقة، وهو أول اكتشاف لسحب السيليكات في الغلاف الجوي لصاحب كتلة كوكبية... تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) إيذانا ببدء حقبة جديدة في دراسة الكواكب الخارجية. 

دراسة الكواكب الخارجية (أي الكواكب خارج المجموعة الشمسية) في الأنظمة النجمية النجوم في المجرات (بما في ذلك مجرة المنزل درب التبانة الطريق) يحمل مفتاح البحث عن أرض صالحة للسكن الكواكب مع البيئة والظروف الملائمة لدعم الحياة. الكواكب الخارجية هي بؤر البحث عن توقيعات الحياة خارج كوكب الأرض. عدة عقود من التفكير بعد مفارقة فيرمي (1950) ومعادلة دريك (1961)، كوكب خارج المجموعة الشمسية يبدو أن العلم يكتسب المزيد من الأرض الآن. أكثر من 5000 الكواكب الخارجية بما في ذلك المجرات خارج منزلنا Galaxy، تم اكتشافها بالفعل والقائمة تتزايد.  

JWST، والذي بدأ تشغيله مؤخرًا كمرصد فضائي للأشعة تحت الحمراء تم تشغيله على مسافة مليون ميل من الأرض يتغلب على قيود القياس الضوئي للتلسكوبات البصرية بطريقة كبيرة ويبدو أنه يستهل حقبة جديدة في دراسة الكواكب الخارجية وبعد ذلك نحو البحث عن صالحة للسكن الكواكب في ال مجرة المنزل وبعده.  

تم الإبلاغ عن أحد هذه التطورات الحديثة في ما قبل الطباعة في 24^th أغسطس 2022 هو أول اكتشاف نهائي لثاني أكسيد الكربون (CO₂) في جو كوكب خارج المجموعة الشمسية. WASP-39b هو عملاق غازي ساخن. أشارت الدراسات السابقة باستخدام التلسكوبات البصرية إلى وجود ثاني أكسيد الكربون₂ ولكن تم الحصول على ملاحظات التحليل الطيفي للإرسال JWST تأكيد وجود CO₂ في جو هذا كوكب خارج المجموعة الشمسية¹. لأن هذا كوكب خارج المجموعة الشمسية هو عملاق الغاز الساخن، وجود CO₂ يقترح تكوين الغلاف الجوي الأولي عن طريق تخصيب المعادن ، أي أن نسبة العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم آخذة في الازدياد. بالإضافة إلى CO₂، جو هذا كوكب خارج المجموعة الشمسية يجب أن تحتوي أيضًا على الماء وثاني أكسيد الكربون وH₂S. وجود CO₂ في الغلاف الجوي الثانوي للأرض كوكب خارج المجموعة الشمسية يعد أمرًا مهمًا أيضًا على الرغم من أن هذا ليس هو الحال مع WASP-39b.  

أول اكتشاف نهائي لثاني أكسيد الكربون₂ تبعه التقرير بسرعة (في 31^st أغسطس 2022) من الصور الأولى لـ كوكب خارج المجموعة الشمسية اخذت بواسطة JWST، والصورة الأولى ل كوكب خارج المجموعة الشمسية تم التقاطها على طول موجة الأشعة تحت الحمراء العميقة التي تتجاوز 5 ميكرومتر. تم ذلك من خلال الملاحظات التاجية لـ كوكب خارج المجموعة الشمسية، هيب 65426 ب، باستخدام JWSTكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) وأداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI). الصور من كوكب خارج المجموعة الشمسية HIP 65426 b حادة جدًا مما يؤكد ذلك JWST يمكنه تصوير الكواكب الخارجية مباشرة بمزيد من التفصيل لتحسين فهم أنظمة الكواكب البعيدة².  

تم الإبلاغ عن تطور آخر في 1^st سبتمبر 2022 هو أعلى طيف دقة حتى الآن لـ أ كوكبي- جسم ذو كتلة، VHS 1256 b الذي تمت ملاحظته باستخدامه JWST أوضاع NIRSpec IFU وMIRI MRS. ولوحظ في الطيف الماء والميثان وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والصوديوم والبوتاسيوم. علاوة على ذلك، اكتشف فريق البحث بشكل مباشر سحب السيليكات في الغلاف الجوي لـ VHS 1256 b، وهو أول اكتشاف من نوعه لـ كوكبي-رفيق جماعي³. 

الأدوات المستخدمة في هذه الدراسات، مجاملة JWST، الباب مفتوحًا لاكتشافات جديدة حول الكواكب الخارجية في المنزل Galaxy وبعده.

*** 

المراجع:  

1. الإصدار المبكر لمجتمع الكواكب الخارجية العابرة لـ JWST علوم فريقنا وآخرون 2022. تحديد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية. تم التقديم في 24 أغسطس 2022. ما قبل الطباعة في arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.11692  

2. كارتر ، أل وآخرون. 2022. برنامج JWST العلمي للإصدار المبكر للرصد المباشر لأنظمة الكواكب الخارجية 65426: التصوير عالي التباين للكواكب الخارجية HIP 2 b من 16-31 ميكرومتر. ما قبل الطباعة في arXiv. تم التقديم في 2022 أغسطس XNUMX. DOI: https://arxiv.org/abs/2208.14990  

3. مايلز ، بي وآخرون. 2022. برنامج JWST العلمي للإصدار المبكر للرصد المباشر لأنظمة الكواكب الخارجية II: طيف من 1 إلى 20 ميكرون من رفيق الكتلة الكوكبية VHS 1256-1257 ب. ما قبل الطباعة في axRiv. تم تقديمه في 1 سبتمبر 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2209.00620  

***