جيمس ويب يكشف الغلاف الجوي لعالم الحمم البركانية الجهنمية على بعد 41 سنة ضوئية

تشير بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى أن 55 Cancri e قد يكون عالمًا غنيًا بالحمم البركانية مع غلاف جوي مرتبط باطنه المنصهر.

إنه عام 2158، وأنت تعمل على الدكتوراه في علم البراكين الكوكبية في جامعة يوتوبيا بلانيتيا المريخ. لا يزال طلاب الدراسات العليا يتقاضون أجورًا أقل مما يحتاجون إليه للعيش، لذا كان الرامن المجفف بالتجميد هو طعامك الرئيسي على مدار السنوات الثلاث الماضية.

بعد الانتهاء من دراستك كوكب المشتريقمر آيو، أنت الآن بحاجة إلى النظر إلى ما هو أبعد من النظام الشمسي بحثًا عن كوكب قوي كوكب خارجي مقارنة. يأتي النشاط البركاني لآيو من تسخين المد والجزر، لكن مشروعك يتطلب عالمًا تكون فيه البراكين مدفوعة بالحرارة الشديدة من النجم المضيف.

لقد حصلت مؤخرًا على تمويل من معهد أبحاث الكواكب الخارجية لسفينة أسرع من الضوء (FTL)، مع شرط واحد: يجب أن يكون الكوكب الخارجي المستهدف على بعد أقل من 50 سنة ضوئية.

يستهدف ويب عالم الحمم البركانية

وفي يومنا هذا، استخدم العلماء ناسا‘s تلسكوب جيمس ويب الفضائي لدراسة 55 Cancri e (55 Cnc e)، وهو كوكب أرضي فائق يبلغ نصف قطره حوالي 1.88 مرة نصف قطر الأرض، وكتلته أكبر بحوالي 8 مرات. ويبعد الكوكب عنا حوالي 41 سنة ضوئية، وهو مقيد بنجم يشبه الشمس ويكمل دورته في حوالي 0.7 يوم.

ويعتقد العلماء أن هذا المدار الضيق للغاية قد يكون ساخنًا بما يكفي لإذابة سطح الكوكب. للمقارنة، يستغرق عطارد 88 يومًا للدوران حول شمسنا. وقد تم مؤخرا تقديم النتائج إلى علم الفلك الطبيعة وقد يساعد العلماء على فهم أفضل لكيفية تشكل الكواكب الخارجية للحمم البركانية وتغيرها بمرور الوقت.

وباستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، لاحظ العلماء خمسة خسوفات بقوة 55 Cnc e وقارنوا النتائج بنماذج طويلة الأمد لتكوين الكواكب الخارجية وتطورها. تشير هذه النماذج إلى أن كواكب الحمم البركانية يجب أن تحتوي على مستويات عالية من أول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO).₂).

وخلص العلماء إلى أن الغلاف الجوي لـ 55 Cnc e من المحتمل أن يتكون من كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، وكميات أصغر من ثاني أكسيد الكربون₂والهيدروجين الوفيرة. وأشاروا أيضًا إلى أن الاختلافات عبر الكسوفات الخمسة يمكن أن تشير إلى إطلاق الغازات أو إلى السحب الناتجة عن إطلاق الغازات. يمكن لهذه السحب أن تبرد السطح لفترة وجيزة قبل أن يزيلها إطلاق الغازات الجديدة.

تشير الكيمياء إلى الداخل

تشير الدراسة إلى أنه “بما أن الأغلفة الجوية الثانوية للكواكب الصخرية يتم تحديدها من خلال تكوين المناطق الداخلية وإطلاق الغازات اللاحقة، فإن تكوين أغلفتها الجوية يرتبط بشكل مباشر بحالات الأكسدة والاختزال الداخلية. وبالتالي، فإن تفضيل النماذج الغنية بالهيدروجين، إلى جانب الانقلابات الحادة التي تنتجها، يشير إلى وجود مناطق داخلية ذات سرعة منخفضة نسبيًا للأكسجين، بما يتوافق مع إطلاق الغازات من محيط منخفض من الصهارة”.

في السياق، حالة الأكسدة والاختزال على الكوكب هي التوازن الكيميائي بين الأكسجين والهيدروجين/الحديد داخل باطنه. في سياق 55 Cnc e، يُفضل الهيدروجين بشدة مقارنة بالأكسجين، مما يؤدي إلى الغلاف الجوي الغني بالهيدروجين للكوكب الخارجي.

تتكاثر كواكب الحمم البركانية

برزت الكواكب الخارجية للحمم البركانية إلى دائرة الضوء في السنوات الأخيرة، حيث تم اكتشاف العديد منها خلال العقد الماضي، حيث تم اكتشاف 55 Cnc e في عام 2004. وتشمل هذه الكواكب الخارجية K2-141 b وL 98-59 d وTOI-561 b وHD 63433 d وCoRoT-7 b، والتي لها فترات مدارية تبلغ حوالي 6.7 ساعة و7.5 يوم و10.5 ساعة. 4.2 يوم و20.4 ساعة على التوالي. مثل 55 Cnc e، جميع هذه الكواكب الخارجية مقيدة مديًا بنجومها المضيفة وتتعرض لدرجات حرارة شديدة. في حين أن حمم 55 Cnc e تقع على الجانب المواجه للشمس، فإن الكواكب الخارجية مثل L 98-59 d يكون سطحها بالكامل مغطى بمحيط الصهارة مثل قمر المشتري آيو.

الحرارة تدفع البراكين المختلفة

كما هو مذكور في الحكاية الخيالية أعلاه، فإن النشاط البركاني على قمر المشتري آيو ناتج عن تسخين المد والجزر، والذي يحدث من تمدد القمر الصغير وضغطه بواسطة جاذبية المشتري الهائلة. في المقابل، فإن جميع الكواكب الخارجية من الحمم البركانية المذكورة أعلاه، بما في ذلك 55 Cnc e، هي نتيجة لدرجات الحرارة القصوى التي تتحملها أثناء دورانها على مسافات قريبة للغاية من نجومها المضيفة. في حين أن آيو لديه نشاط بركاني في جميع أنحاء سطحه، فإن بعض الكواكب الخارجية للحمم البركانية لها أسطح الحمم البركانية على الجانب المواجه للشمس بسبب كونها مغلقة مديًا.

ما هي الأفكار الجديدة حول 55 Cnc e وغيرها من الكواكب الخارجية للحمم البركانية التي سيقدمها الباحثون في السنوات والعقود القادمة؟ الوقت وحده هو الذي سيخبرنا، ولهذا السبب نحن ندرس!

كما هو الحال دائمًا، استمر في ممارسة العلوم واستمر في البحث!

المرجع: “انبعاث ثاني أكسيد الكربون القوي والمتغير في الستراتوسفير من كوكب الحمم البركانية 55 Cnc e تمت ملاحظته باستخدام نيركام/JWST” بقلم إجناس سنيلين، وياميلا ميغيل، وليوني يانسن، وداريو جونزاليس بيكوس، وسام دي ريجت، وناتالي جراسر، ولارس كلين، في 10 يونيو 2026، arXiv.
دوى: 10.48550/arXiv.2606.11866

مقتبس من مقالة نشرت أصلا في الكون اليوم.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.