الفضاء يحتوي علي المياه | لغز الفضاء المشبع بالبخار | تلسكوب ويب يكتشف بخار الماء.

في الصورة بالاسفل – كوكبًا صخريًا خارج المجموعة الشمسية GJ 486 b ، والذي يدور حول نجم قزم أحمر يبعد 26 سنة ضوئية فقط في كوكبة العذراء. من خلال مراقبة عبور GJ 486 b أمام نجمه ، سعى علماء الفلك إلى البحث عن علامات للغلاف الجوي. اكتشفوا تلميحات من بخار الماء. ومع ذلك ، فقد حذروا من أنه في حين أن هذا قد يكون علامة على وجود الغلاف الجوي الكوكبي ، يمكن أن يكون الماء على النجم نفسه – على وجه التحديد ، في أماكن النجوم الباردة – وليس من الكوكب على الإطلاق. GJ 486 b أكبر بحوالي 30٪ من الأرض ويزن ثلاثة أضعاف. يدور حول نجمه عن قرب في أقل من 1.5 يوم بقليل.
حقوق التصوير | NASA و ESA و CSA و Joseph Olmsted (STScI) و Leah Hustak (STScI)

المزيد من الملاحظات لاكتشاف الماء على هذا الكوكب

ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات لتحديد ما إذا كان كوكب خارج المجموعة الشمسية GJ 486 b له غلاف جوي. GJ 486 b أكبر بحوالي 30٪ من الأرض وثلاثة أضعاف الكتلة ، مما يعني أنه عالم صخري بجاذبية أقوى من الأرض. يدور حول نجم قزم أحمر في أقل من 1.5 يوم أرضي. إنه قريب جدًا من نجمه ليكون داخل المنطقة الصالحة للسكن ، حيث تبلغ درجة حرارة سطحه حوالي 800 درجة فهرنهايت. ومع ذلك ، تظهر ملاحظات ويب تلميحات من بخار الماء.
يمكن أن يكون بخار الماء من الغلاف الجوي الذي يغلف الكوكب ، وفي هذه الحالة يجب أن يتجدد باستمرار بسبب الخسائر الناجمة عن الإشعاع النجمي. ولكن هناك احتمال مماثل هو أن بخار الماء هو في الواقع من الطبقة الخارجية للنجم المضيف البارد للكوكب. ستساعد ملاحظات ويب الإضافية في الإجابة على السؤال: هل يمكن لكوكب صخري الحفاظ على الغلاف الجوي أو إعادة تكوينه في بيئة قاسية بالقرب من نجم قزم أحمر؟

تلسكوب ويب الفضائي يكتشف بخار الماء ، لكن من كوكب صخري أم نجمه؟

النجوم الأكثر شيوعًا في الكون هي النجوم القزمة الحمراء ، مما يعني أنه من المرجح العثور على الكواكب الخارجية الصخرية التي تدور حول مثل هذا النجم. النجوم القزمية الحمراء باردة ، لذلك يجب على الكوكب أن يعانقها في مدار ضيق ليبقى دافئًا بدرجة كافية لاستضافة الماء السائل (بمعنى أنه يقع في المنطقة الصالحة للسكن). هذه النجوم نشطة أيضًا ، خاصةً عندما تكون صغيرة ، وتطلق الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية التي يمكن أن تدمر الغلاف الجوي للكواكب. ونتيجة لذلك ، فإن أحد الأسئلة المفتوحة والمهمة في علم الفلك هو ما إذا كان بإمكان كوكب صخري الحفاظ على الغلاف الجوي أو إعادة تكوينه في مثل هذه البيئة القاسية.

اكتشاف المياه في مجرات اخري عن طريق تلسكوب جيمس

للمساعدة في الإجابة عن هذا السؤال ، استخدم علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا لدراسة كوكب خارجي صخري معروف باسم GJ 486 b. إنه قريب جدًا من نجمه ليكون داخل المنطقة الصالحة للسكن ، حيث تبلغ درجة حرارة سطحه حوالي 800 درجة فهرنهايت (430 درجة مئوية). ومع ذلك ، فإن ملاحظاتهم باستخدام مطياف Webb القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIRSpec) تظهر تلميحات لبخار الماء. إذا كان بخار الماء مرتبطًا بالكوكب ، فهذا يشير إلى أن له غلافًا جويًا على الرغم من درجة حرارته الحارقة وقربه من نجمه. شوهد بخار الماء على الكواكب الخارجية الغازية من قبل ، ولكن حتى الآن لم يتم اكتشاف غلاف جوي نهائي حول كوكب خارجي صخري. ومع ذلك ، يحذر الفريق من أن بخار الماء يمكن أن يكون على النجم نفسه – على وجه التحديد ، في أماكن النجوم الباردة – وليس من الكوكب على الإطلاق.

ردود ودراسات العلماء على وجود الماء في الفضاء

“نرى إشارة ومن شبه المؤكد أنها بسبب المياه. قالت سارة موران من جامعة أريزونا في توكسون: “لكننا لا نستطيع تحديد ما إذا كان هذا الماء جزءًا من الغلاف الجوي للكوكب ، مما يعني أن الكوكب له غلاف جوي ، أو إذا كنا نرى فقط توقيعًا مائيًا قادمًا من النجم”.
“بخار الماء في الغلاف الجوي على كوكب صخري ساخن سيمثل اختراقًا كبيرًا لعلوم الكواكب الخارجية. وأضاف كيفن ستيفنسون من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في لوريل بولاية ماريلاند ، الباحث الرئيسي في البرنامج ، “لكن يجب أن نكون حذرين ونتأكد من أن النجم ليس هو الجاني”.
GJ 486 b أكبر بحوالي 30٪ من الأرض وثلاثة أضعاف الكتلة ، مما يعني أنه عالم صخري بجاذبية أقوى من الأرض. يدور حول نجم قزم أحمر في أقل من 1.5 يوم أرضي. من المتوقع أن يكون مغلقًا بشكل مدّي ، مع جانب نهاري دائم وجانب ليلي دائم.
تعبر GJ 486 b نجمها ، متقاطعة أمام النجم من وجهة نظرنا. إذا كان له غلاف جوي ، فعندما يعبر ضوء النجوم ، فإنه عندما يمر عبر تلك الغازات ، يطبع بصمات الأصابع في الضوء الذي يسمح للفلكيين بفك تشفير تركيبته من خلال تقنية تسمى الإرسال.

الملاحظات العلمية على اكتشاف الماء في الفضاء

لاحظ الفريق عمليتي عبور ، مدة كل منهما حوالي ساعة. ثم استخدموا ثلاث طرق مختلفة لتحليل البيانات الناتجة. النتائج من الثلاثة متسقة من حيث أنها تظهر طيفًا مسطحًا في الغالب مع ارتفاع مثير للاهتمام في أقصر أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء. قام الفريق بتشغيل نماذج حاسوبية تدرس عددًا من الجزيئات المختلفة ، وخلصوا إلى أن المصدر الأكثر احتمالًا للإشارة هو بخار الماء.
تعبر GJ 486 b نجمها ، متقاطعة أمام النجم من وجهة نظرنا. إذا كان له غلاف جوي ، فعندما يمر عبر ضوء النجوم ، فإنه يتنقل عبر تلك الغازات ، ويطبع بصمات في الضوء الذي يسمح للفلكيين بفك تشفير تركيبته من خلال تقنية تسمى التحليل الطيفي للإرسال.

هل من الممكن ان يكون بخار الماء قادم من النجم الذي يدور حوله الكوكب؟

في حين أن بخار الماء يمكن أن يشير إلى وجود الغلاف الجوي على GJ 486 b ، فإن التفسير المعقول أيضًا هو بخار الماء من النجم. من المثير للدهشة ، أنه حتى في شمسنا ، يمكن أن يوجد بخار الماء أحيانًا في البقع الشمسية لأن هذه البقع باردة جدًا مقارنة بالسطح المحيط بالنجم. النجم المضيف لـ GJ 486 b هو أكثر برودة بكثير من الشمس ، لذلك سيتركز المزيد من بخار الماء داخل النجوم. نتيجة لذلك ، يمكن أن تخلق إشارة تحاكي الغلاف الجوي للكواكب.
“لم نلاحظ أي دليل على عبور الكوكب لأي نجوم خلال عمليات العبور. لكن هذا لا يعني أنه لا توجد نقاط في مكان آخر على النجم. وهذا هو بالضبط السيناريو المادي الذي من شأنه أن يطبع إشارة الماء هذه في البيانات ويمكن أن ينتهي بها الأمر وكأنه غلاف جوي كوكبي ، “كما أوضح رايان ماكدونالد من جامعة ميشيغان في آن أربور

هل سيبقي الماء علي هذا الكوكب الصخري؟

من المتوقع أن يتآكل جو بخار الماء تدريجيًا بسبب التسخين والإشعاع النجمي. نتيجة لذلك ، إذا كان الغلاف الجوي موجودًا ، فمن المحتمل أن يتجدد باستمرار بواسطة البراكين التي تقذف البخار من باطن الكوكب. إذا كان الماء موجودًا بالفعل في الغلاف الجوي للكوكب ، فهناك حاجة إلى ملاحظات إضافية لتحديد كمية المياه الموجودة.
قد تلقي ملاحظات ويب المستقبلية مزيدًا من الضوء على هذا النظام. سيستخدم برنامج Webb القادم أداة منتصف الأشعة تحت الحمراء (MIRI) لمراقبة الجانب النهاري للكوكب. إذا لم يكن للكوكب غلاف جوي ، أو كان غلافًا جويًا رقيقًا فقط ، فمن المتوقع أن يكون الجزء الأكثر سخونة من اليوم تحت النجم مباشرة. ومع ذلك ، إذا تم إزاحة النقطة الأكثر سخونة ، فهذا يشير إلى وجود جو يمكنه تدوير الحرارة.
في النهاية ، ستكون هناك حاجة لعمليات الرصد على أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء الأقصر بواسطة أداة ويب أخرى ، وهي التصوير بالأشعة تحت الحمراء القريبة وطيف الشق (NIRISS) ، للتمييز بين سيناريوهات الغلاف الجوي للكواكب وسيناريوهات النجوم.

ماهو تلسكوب جيمس ويب؟

يعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي المرصد الأول لعلوم الفضاء في العالم. سيحل Webb الألغاز في نظامنا الشمسي ، وينظر إلى ما وراء ذلك إلى عوالم بعيدة حول النجوم الأخرى ، ويستكشف الهياكل والأصول الغامضة لكوننا ومكاننا فيه. Webb هو برنامج دولي تقوده وكالة ناسا مع شركائها ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.