تشير دراسة تتضمن قياسات أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) إلى أن الكوكب الخارجي 55 Cancri e له غلاف جوي ثانوي تنطلق منه الغازات من محيط الصهارة. بدلاً من الصخور المتبخرة، قد يكون الغلاف الجوي غنيًا بثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف غلاف جوي ثانوي حول كوكب صخري خارج المجموعة الشمسية، وهو أمر مهم في علم الكواكب الخارجية لأن اكتساب كوكب صخري لغلاف جوي غني بالغاز والحفاظ عليه هو أمر أساسي. إلى القابلية للسكن.
الكواكب الخارجية (أي الكواكب خارج النظام الشمسي) هي بؤر البحث عن بصمات الحياة خارج كوكب الأرض. كشف وتوصيف الكواكب الخارجية تعتبر الكواكب الموجودة في الأنظمة النجمية مهمة لدراسة الكواكب الشبيهة بالأرض الصالحة للسكن والتي تتمتع ببيئة وظروف مواتية لدعم الحياة.
تم اكتشاف الكواكب الخارجية الأولى في التسعينيات. ومنذ ذلك الحين، تم اكتشاف أكثر من 1990 كوكب خارجي في العقود القليلة الماضية. وقد تم العثور عليها جميعها تقريبًا في مجرتنا درب التبانة. ان كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافه في مجرة خارجية لأول مرة في عام 2021.
تحظى الكواكب الخارجية ذات التضاريس الصخرية والغلاف الجوي الثانوي باهتمام خاص لدى علماء الفلك بسبب ذلك الكواكب الخارجية من المرجح أن يكون لها ظروف تشبه الأرض. يتكون الغلاف الجوي الثانوي من إطلاق الغازات من المواد المحاصرة في الوشاح الدافئ إلى سطح الكوكب. بالنسبة للكواكب الأرضية، الغلاف الجوي الأساسي المتكون من غازات خفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم المتراكم أثناء التكوين الأولي للكوكب يُفقد بسبب انخفاض درجة حرارة السطح وسرعة الهروب من الكوكب.
الكوكب الخارجي 55 كانكري إي
الكوكب الخارجي 55 كانكري إي هو كوكب خارجي صخري ساخن يقع على بعد 41 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة السرطان. وهو في الغالب صخري مع درجة حرارة توازن تبلغ حوالي 2,000 كلفن، ويدور حول النجم الشبيه بالشمس 55 كانكري ويصنف على أنه أرض فائقة (لأن قطره ضعف قطر الأرض وكثافته أكبر قليلاً). ومن المرجح أن يكون تركيبه مشابها لتركيب الكواكب الصخرية في النظام الشمسي.
اقترحت الدراسات السابقة لهذا الكوكب الخارجي وجود غلاف جوي غني بالمواد المتطايرة. النتائج غير مفضلة لوجود H2/يهيمن على الغلاف الجوي الأولي ولكن لا يمكن استبعاد احتمال أن يكون الغلاف الغازي مصنوعًا من الصخور المتبخرة لأن الكوكب ساخن بدرجة كافية للسماح بتبخر الصخور المنصهرة. لا يمكن معرفة ما إذا كان الغلاف الجوي لهذا الكوكب الخارجي يتكون بشكل ثانوي من إطلاق الغازات من المواد المحاصرة في الوشاح الدافئ إلى سطح الكوكب.
يتطور الغلاف الجوي الثانوي بعد الغازات الخفيفة البدائية (أساسًا H2 وهو) يضيعون عندما يبرد الكوكب. ويتكون من إطلاق الغازات من الداخل إلى سطح الكوكب بسبب البراكين أو الأنشطة التكتونية. على سبيل المثال، تعتبر أجواء كوكب الزهرة والأرض والمريخ أجواء ثانوية. يشير وجود الغلاف الجوي الثانوي في كوكب خارج المجموعة الشمسية إلى مزيد من التطور لكوكب في مرحلة مبكرة نحو إمكانية السكن فيه.
تحقيق JWST للكوكب الخارجي 55 Cancri e
استبعدت قياسات طيف الانبعاث الحراري للكوكب الخارجي 55 Cancri e بواسطة الأجهزة الموجودة على متن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) إمكانية أن يكون الغلاف الجوي مصنوعًا من الصخور المتبخرة. تشير النتائج الجديدة إلى أن الغلاف الجوي ينطلق من محيط الصهارة ومن المحتمل أن يكون غنيًا بثاني أكسيد الكربون2 وشارك.
وهذا تطور مهم في علم الكواكب الخارجية. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف كوكب خارجي له غلاف جوي محيط به مكون من مواد غازية من الداخل (غلاف جوي ثانوي).
كانت الأرض والزهرة والمريخ في نظامنا الشمسي مغطاة بمحيط الصهارة في الماضي مع تفاعل الغلاف الجوي والسطح والداخل. ومن ثم، فإن التطور الجديد يمكن أن يساعدنا على فهم أفضل للظروف المبكرة للأرض والزهرة والمريخ، وكيف يكتسب كوكب صخري غلافًا جويًا غنيًا بالغاز ويحافظ عليه، وهو مطلب أساسي لكي يكون الكوكب صالحًا للسكن.
***
المراجع:
- مختبر الدفع النفاث. الكواكب الخارجية - تلميحات ويب التابعة لناسا إلى الغلاف الجوي المحتمل المحيط بكوكب خارجي صخري. تم النشر في 8 مايو 2024. متاح على https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet
- هو، ر.، وآخرون 2024. جو ثانوي على الكوكب الصخري خارج المجموعة الشمسية 55 Cancri e. الطبيعة 630، 609-612. تم النشر: 08 مايو 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x
- جامعة ولاية أوريغون. الصفحات - الجو الابتدائي والثانوي. متواجد في https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html
***
 suggests that the exoplanet 55 Cancri e has a secondary atmosphere outgassed by magma ocean. Instead of vapourised rock, the atmosphere may be rich in CO2 and CO. This is the first instance of detection of secondary atmosphere around a rocky exoplanet and is significant in exoplanet science because acquisition and sustenance of a gas rich atmosphere by a rocky planet is key to habitability.){kind=link}