قد تحتوي هذه الكواكب الخارجية الغامضة على سحب من الصخور المتبخرة وأراضي محيطات الصهارة الحارقة

يمكن للسحب المتكونة من الصخور المتبخرة أن تخلق عزلًا حراريًا نهائيًا لواحد من أكثر أنواع الكواكب الخارجية شيوعًا التي تم اكتشافها حتى الآن – الكواكب الفرعية نبتون – مما يؤدي إلى رفع درجات الحرارة لدرجة أن الأسطح الصلبة لهذه العوالم تذوب وتتحول إلى محيطات من الصهارة.

وقال عالم الفلك لويس ويلبانكس من جامعة ولاية أريزونا: “هذا العمل يقربنا خطوة أخرى من الإجابة على السؤال حول ما تتكون منه هذه العوالم الغامضة”. إفادة.

الفرعيةنبتون هي كواكب أكبر من أرض ولكنها أصغر من نبتون. إنها غامضة بشكل خاص لأنه ليس لدينا عالم من هذا النوع في عالمنا النظام الشمسي. ويُعتقد أنها تحتوي على نواة صخرية محاطة بغلاف جوي عميق، ولكن لا يُعرف الكثير عن تركيبها وبنيتها. يمكن أن يكون غلافهم الجوي غنيًا بالهيدروجين كوكب المشتريأو يمكن أن تكون وفيرة ببخار الماء والجزيئات العضوية ذات الأساس الكربوني. وفي بعض الحالات، قد تكون صالحة للسكن في ظل الظروف المناخية عالم هيسيان النموذج، حيث يغلف الغلاف الجوي الهيدروجيني السميك محيطًا عالميًا من الماء السائل.

ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) مشغول بسبر الغلاف الجوي للعديد من الكواكب الفرعية لنبتون لمحاولة معرفة المزيد عن تركيبتها الكبيرة لأن غلافها الجوي يجب أن يمثل المادة التي تتكون منها هذه الكواكب، لكن النتائج حتى الآن لم تكن حاسمة.

الغلاف الجوي لنبتونات الفرعية عميق وكثيف، مما يعني أن الضغوط الساحقة القريبة من الحدود بين الغلاف الجوي والجسم الصلب في العالم يمكن أن تحول المعادن إلى بخار يشكل السحب. وتشمل هذه المعادن أكسيد الألومنيوم والحديد وسيليكات المغنيسيوم وكبريتيد المنغنيز وكلوريد البوتاسيوم وكبريتيد الصوديوم وكبريتيد الزنك.

وباستخدام عمليات محاكاة حاسوبية مفصلة، ​​اكتشف فريق بقيادة ساغنيك موخيرجي من جامعة ولاية أريزونا التأثير الذي يمكن أن تحدثه هذه السحب على كل من السطح والغلاف الجوي لكتلة نبتون الفرعية.

لقد أظهروا أنه عندما تتشكل هذه السحب المعدنية في أعماق الأرض، فإنها تعمل بمثابة بطانيات عازلة فعالة تحبس الحرارة (والكثير منها) المتسربة من قلب الكوكب.

قال موخيرجي: “من بين الكواكب النبتونية الفرعية التي تتم دراستها حاليًا باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، أذهلنا عندما اكتشفنا أن التسخين الناجم عن السحابة يمكن أن يرفع درجة الحرارة في الغلاف الجوي للكوكب – الحدود الداخلية بما يزيد عن 1400 إلى 2600 درجة مئوية (2550-4712 درجة فهرنهايت)”.

وفي الوقت نفسه، وبسبب منع الحرارة من الهروب، يبرد الغلاف الجوي العلوي بشكل ملحوظ.

ومع الاحتفاظ بكل تلك الحرارة بالقرب من السطح، تبدأ الصخور في الذوبان.

وقال عضو الفريق ماثيو نيكسون من جامعة ولاية أريزونا: “بالنسبة لبعض الكواكب التي قمنا بصياغتها، فإن هذه الحرارة الإضافية كافية لإذابة سطح الكوكب، وإنشاء محيط من الصهارة”.

تتضمن كواكب الصهارة المحتملة كوكب GJ 1214b، الذي يدور حول كوكب قزم أحمر نجمة 48 سنة ضوئية بعيد. في وقت ما، كان يُعتقد أنه عالم مائي بارد، لكن اكتشاف تلسكوب جيمس ويب الفضائي للأبخرة المعدنية وضباب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لـ GJ 1214b في عام 2025 يستبعد ذلك، ويبدو الآن أن سطحه، الذي لا يمكن اكتشافه تحت الغلاف الجوي السميك، يمكن أن يكون منصهرًا تمامًا.

ومع ذلك، فإن وجود محيطات الصهارة يفتح الباب أمام احتمالات لكيمياء جوية أكثر تعقيدًا. يتسرب الغاز من الصهارة وينتشر في الغلاف الجوي، مما يؤدي نظريًا إلى إثرائه بالأكسجين وهيدريد السيليكون وأول أكسيد السيليكون، بينما تسير في الاتجاه الآخر حيث تمتص الصهارة الأمونيا والميثان وبخار الماء من الغلاف الجوي. بمعنى آخر، يصبح الغلاف الجوي غنيًا بالمواد القادمة من باطن الأرض، بينما يستنزف أيضًا بعض الغازات التي يتوقع علماء الفلك رؤيتها بكميات أكبر.

هذا يعني أن محاولات تلسكوب جيمس ويب الفضائي للتعرف على التركيبة الكلية لكوكب خارجي تابع لنبتون من طيف غلافه الجوي يمكن أن تنحرف عن طريق تبادل الغازات بين محيط الصهارة والغلاف الجوي. ستؤثر الحرارة الإضافية في أعماق الأرض أيضًا على مستقبل هذه الكواكب الفرعية نبتون، لأن الحرارة الزائدة ستبقي غلافها الجوي السفلي منتفخًا وتمنع الكوكب من الانكماش على مدى مليارات السنين.

إذا كانت النتائج صحيحة، فإنها يمكن أن تضع عقبة كبيرة أمام كون الكواكب الفرعية نبتون صالحة للسكن. حتى لو كانت الحدود بين الغلاف الجوي والجسم الصلب للكوكب ليست ساخنة بما يكفي لتكوين الصهارة، فإنها ستظل تجعل السطح ساخنًا جدًا بحيث لا يدعم الماء السائل أو الحياة.

ونشرت النتائج في 8 يوليو في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.