عالمان يدوران حول نجم قريب يمكن أن يكونا أكثر من نصف ماء: ScienceAlert

يبدو أن عالمين يدوران حول نجم صغير على بعد 218 سنة ضوئية من نوع لا يشبه أي شيء لدينا في نظامنا الشمسي.

تمت تسمية الكواكب الخارجية باسم Kepler-138c و Kepler-138d. كلاهما يبلغ نصف قطر الأرض حوالي 1.5 مرة ، وكلاهما يبدو أنه عوالم رطبة تتكون من أجواء سميكة مشبعة بالبخار ومحيطات عميقة بجنون ، وكلها ملفوفة حول الجزء الداخلي الصخري المعدني.

“لقد اعتقدنا سابقًا أن الكواكب التي كانت أكبر قليلاً من الأرض كانت عبارة عن كرات كبيرة من المعدن والصخور ، مثل نسخ مكبرة من الأرض ، ولهذا السبب أطلقنا عليها اسم الكواكب الفائقة” يقول عالم الفلك بيورن بينيكي من جامعة مونتريال.

“ومع ذلك ، فقد أظهرنا الآن أن هذين الكوكبين ، Kepler-138c و d ، مختلفان تمامًا في طبيعتهما: من المحتمل أن يكون جزء كبير من حجمهما بأكمله مكونًا من الماء. إنها المرة الأولى التي نلاحظ فيها الكواكب التي يمكن تحديدها بثقة كعوالم مائية ، نوع من الكواكب افترض علماء الفلك وجوده لفترة طويلة “.

وجد تحليل حديث لعالم آخر ذلك يمكن أن يكون عالم مائي، ولكن ستكون هناك حاجة إلى ملاحظات المتابعة للتأكيد. وفقا للباحثين ، عملهم على كبلر 138 اثنين من الكواكب المحيطية أقل يقينًا.

عادةً ما يتطلب تحديد الكواكب خارج نظامنا الشمسي (أو الكواكب الخارجية) قدرًا كبيرًا من العمل الاستقصائي. إنها بعيدة جدًا وخافتة جدًا مقارنة بضوء النجوم التي تدور حولها ؛ من الصعب جدًا الحصول على صور مباشرة ، وبالتالي فهي نادرة جدًا ، ولا تعرض الكثير من التفاصيل.

تكوين كوكب خارج المجموعة الشمسية عادةً ما يُستدل من كثافته ، والتي تُحسب باستخدام قياسين – أحدهما مأخوذ من كسوف (أو عبور) ضوء النجم بواسطة الكوكب والآخر من السرعة الشعاعية للنجم أو “التذبذب”.

يخبرنا مقدار ضوء النجوم الذي يحجبه العبور بحجم كوكب خارج المجموعة الشمسية ، والذي نحصل منه على نصف قطر. يتم تحفيز السرعة الشعاعية بواسطة شد الجاذبية لكوكب خارج المجموعة الشمسية ، ويُنظر إليه على أنه تمدد منتظم ولكنه صغير جدًا وتقلص في الطول الموجي لضوء النجم عند سحبه. يمكن أن تخبرنا سعة هذه الحركة عن مقدار كتلة كوكب خارج المجموعة الشمسية.

بمجرد أن يكون لديك حجم وكتلة جسم ما ، يمكنك حساب كثافته.

عالم غازي ، مثل كوكب المشتري أو حتى نبتون ، ستكون ذات كثافة منخفضة نسبيًا. سيكون للعوالم الصخرية الغنية بالمعادن كثافة أعلى. أر 5.5 جرام لكل سنتيمتر مكعب ، الأرض هي أكثر الكواكب كثافة في مجموعتنا الشمسية ؛ زحل هو أقل كثافة ، 0.69 جرام لكل سنتيمتر مكعب.

تظهر بيانات العبور أن كبلر 138c و Kepler-138d لهما نصف قطر 1.51 مرة من الأرض ، وقياسات القاطرات الخاصة بهما على Kepler-138 تعطينا كتل 2.3 و 2.1 مرة من الأرض ، على التوالي. هذه الخصائص ، بدورها ، تمنحنا كثافة تبلغ حوالي 3.6 جرام لكل سنتيمتر مكعب لكلا العالمين – في مكان ما بين التركيب الصخري والغازي.

هذا قريب جدًا من قمر جوفيان الجليدي يوروبا، والتي تبلغ كثافتها 3.0 جرام لكل سنتيمتر مكعب. تصادف أنها مغطاة بمحيط عالمي سائل تحت قشرة جليدية.

“تخيل نسخًا أكبر من يوروبا أو إنسيلادوس ، الأقمار الغنية بالمياه التي تدور حول كوكب المشتري وزحل ، ولكنها اقتربت كثيرًا من نجمها ،” تقول عالمة الفيزياء الفلكية كارولين بياوليت من جامعة مونتريال ، الذي قاد البحث. “وبدلاً من السطح الجليدي ، فإن Kepler-138c و d سيؤويان مظاريف كبيرة من بخار الماء.”

وفقًا لنمذجة الفريق ، سيشكل الماء أكثر من 50 في المائة من حجم الكواكب الخارجية ، ويمتد إلى عمق حوالي 2000 كيلومتر (1،243 ميلًا). محيطات الأرض ، من أجل السياق ، لديها متوسط ​​عمق 3.7 كيلومترات (2.3 ميل).

لكن Kepler-138c و Kepler-138d أقرب إلى نجمهما من الأرض. على الرغم من أن هذا النجم هو قزم أحمر صغير وبارد ، إلا أن هذا القرب من شأنه أن يجعل الكوكبين الخارجيين أكثر سخونة بكثير من عالمنا. لديهم فترات مدارية من 13 و 23 يومًا، على التوالى.

يقول الباحثون إن هذا يعني أنه من غير المرجح أن تبدو المحيطات والأغلفة الجوية في هذه العوالم مثل محيطنا.

“من المحتمل أن تكون درجة الحرارة في الغلاف الجوي لكبلر -138 سي وكبلر -138 دي أعلى من نقطة غليان الماء ، ونتوقع جوًا كثيفًا كثيفًا مصنوعًا من البخار على هذه الكواكب ،” يقول بياوليت.

“فقط تحت هذا الغلاف الجوي البخاري يمكن أن يكون هناك ماء سائل تحت ضغط مرتفع ، أو حتى ماء في طور آخر يحدث عند ضغوط عالية ، يسمى مائع فوق الحرج.”

أجنبي حقًا.

تم نشر البحث في علم الفلك الطبيعي.