تشتهر الأرض الفائقة 55 Cancri e (المعروفة أيضًا باسم Janssen) إلى حد ما ، كما هو الحال مع الكواكب الخارجية. اكتشف أصلا في عام 2004 ، كان هذا العالم واحدا من القلائل الذين سبق اكتشافهم كبلر مهمة. وبحلول عام 2016 ، كانت أيضًا أول كوكب خارجي يميز أجواءها بنجاح. على مر السنين ، أجريت العديد من الدراسات على هذا الكوكب وكشفت بعض الأشياء المثيرة للاهتمام حول تكوينها وهيكلها.
على سبيل المثال ، اعتقد العلماء في وقت من الأوقات أن 55 Cancri e كان "كوكب الماس" ، في حين أن العمل الأحدث استنادًا إلى بيانات من تلسكوب سبيتزر الفضائي خلص إلى أن سطحه كان مغطى ببحيرات الحمم البركانية الحارة. ومع ذلك ، تشير دراسة جديدة أجراها علماء من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا إلى أنه على الرغم من ارتفاع درجة حرارة سطحه الشديد ، إلا أن 55 Cancri e لديها جو مشابه لجو الأرض ، إلا أنه أكثر سخونة!
ظهرت الدراسة التي حملت عنوان "قضية الغلاف الجوي على كوكب الأرض الفائق 55 كانكري" مؤخرًا في المجلة الفيزيائية الفلكية. بقيادة إيزابيل أنجيلو (تخصص في الفيزياء مع جامعة كاليفورنيا في بيركلي) بمساعدة رينيو هو - عالم الفلك وزميل هابل مع مختبر الدفع النفاث و Caltech - أجرى الزوج تحليلًا أكثر تفصيلًا سبيتزر بيانات لتحديد احتمالية وتكوين جو حول 55 Cancri e.
أشارت الدراسات السابقة للكوكب إلى أن هذا الأرض الفائقة (التي تبلغ ضعف حجم كوكبنا) ، تدور بالقرب جدًا من نجمها. ونتيجة لذلك ، لديها فترة مدارية قصيرة جدًا تبلغ حوالي 17 ساعة و 40 دقيقة وهي مغلقة بشكل مؤقت (مع مواجهة جانب واحد باستمرار نحو النجم). بين يونيو ويوليو 2013 ، سبيتزر رصد 55 Cancri e وحصل على بيانات درجة الحرارة باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء الخاصة.
في البداية ، كان يُنظر إلى بيانات درجة الحرارة على أنها مؤشر على وجود رواسب كبيرة من الحمم البركانية على السطح. ومع ذلك ، بعد إعادة تحليل هذه البيانات ودمجها مع نموذج جديد تم تطويره من قبل هو ، بدأ الفريق يشك في هذا التفسير. وفقا لنتائجهم ، يجب أن يكون للكوكب جو سميك ، لأن بحيرات الحمم المعرضة للفضاء من شأنه أن يخلق بقعًا ساخنة من درجات الحرارة المرتفعة.
علاوة على ذلك ، لاحظوا أيضًا أن اختلافات درجات الحرارة بين النهار والليل لم تكن كبيرة كما كان يعتقد سابقًا - وهو مؤشر آخر على الغلاف الجوي. من خلال مقارنة التغيرات في سطوع الكوكب بنماذج تدفق الطاقة ، خلص الفريق إلى أن الغلاف الجوي بالمواد المتطايرة كان أفضل تفسير لدرجات الحرارة المرتفعة. كما أوضح رينيو هو في بيان صحفي لوكالة ناسا:
"إذا كانت هناك حمم على هذا الكوكب ، فستحتاج إلى تغطية السطح بأكمله. لكن الحمم البركانية ستخفي من وجهة نظرنا بسبب الجو السميك. كان العلماء يناقشون ما إذا كان لهذا الكوكب جو مثل الأرض والزهرة ، أو مجرد قلب صخري وليس الغلاف الجوي ، مثل عطارد. قضية الجو الآن أقوى من أي وقت مضى. "
باستخدام نموذج هو المحسن لكيفية تدفق الحرارة في جميع أنحاء الكوكب وإشعاعها مرة أخرى إلى الفضاء ، وجدوا أن درجات الحرارة على جانب النهار ستبلغ حوالي 2573 كلفن (2300 درجة مئوية ، 4200 درجة فهرنهايت). وفي الوقت نفسه ، فإن متوسط درجات الحرارة على الجانب "البارد" يتراوح بين 1573 - 1673 كلفن (1300 - 1400 درجة مئوية ، 2400 - 2600 درجة فهرنهايت). إذا لم يكن للكوكب غلاف جوي ، فستكون الفروق في درجات الحرارة أكثر تطرفًا.
بالنسبة لتكوين هذا الغلاف الجوي ، كشف أنجيلو وهو أنه من المحتمل أن يكون مشابهًا للأرض - يحتوي على النيتروجين والماء وحتى الأكسجين. على الرغم من ارتفاع درجة الحرارة ، إلا أن كثافة الغلاف الجوي بدت مشابهة أيضًا لكثافة الأرض ، مما يشير إلى أن الكوكب صخريًا على الأرجح (المعروف أيضًا باسم الأرض) في التكوين. على الجانب السلبي ، تكون درجات الحرارة شديدة السخونة على السطح للحفاظ على المياه السائلة ، مما يجعل قابلية السكن غير مبتدئة.
في نهاية المطاف ، أصبحت هذه الدراسة ممكنة بفضل تطوير هو طريقة تجعل من أجواء وكواكب الدراسة خارج المجموعة الشمسية أسهل. عملت أنجيلو ، التي قادت الدراسة ، على ذلك كجزء من فترة تدريبها مع مختبر الدفع النفاث وعدل نموذج هو إلى 55 Cancri e. في السابق ، كان هذا النموذج يطبق فقط على عمالقة الغازات العملاقة التي تدور بالقرب من شموسهم الخاصة (المعروفة أيضًا باسم "كوكب المشتري الساخن").
بطبيعة الحال ، هناك أسئلة لم يتم حلها تساعد هذه الدراسة على طرحها ، مثل كيف تجنب 55 Cancri e فقدان الغلاف الجوي إلى الفضاء. بالنظر إلى مدى قرب الكوكب من نجمه ، وحقيقة أنه مغلق بشكل مؤقت ، فإنه سيكون عرضة لكميات كبيرة من الإشعاع. قد تساعد المزيد من الدراسات على الكشف عن كيفية حدوث ذلك ، وستساعد على تقدم فهمنا للكواكب الصخرية الكبيرة.
إن تطبيق هذا النموذج على Super-Earth هو المثال المثالي لكيفية تطور أبحاث الكواكب الخارجية في السنوات الأخيرة. في البداية ، اقتصر العلماء على دراسة عمالقة الغاز التي تدور بالقرب من نجومهم (بالإضافة إلى الغلاف الجوي الخاص بهم) لأن هذه هي الأسهل في اكتشافها وتوصيفها. ولكن بفضل التحسينات في الأجهزة والطرق ، يتزايد نطاق الكواكب التي يمكننا دراستها.
