الفلك

درجات حرارة الغاز العملاقة

درجات حرارة الغاز العملاقة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يتنبأ تصنيف سودارسكي العملاق للغاز بالمظهر المرئي للكواكب الغازية العملاقة بناءً على درجات حرارتها.

لكن ما الذي يحدد درجة حرارتها في المقام الأول؟ هل هو مجرد تشعيع من نجمهم ، أم أن هناك ما هو أكثر من ذلك؟ إذا كان هناك المزيد ، فما الذي ينطوي عليه أيضًا؟


الشيء (الأشياء) الأخرى المعنية هي:

  1. الانكماش وإطلاق طاقة الجاذبية الكامنة. يولد عمالقة الغاز أكبر مما هم عليه الآن. تنكمش تدريجيًا نحو تكوين متدهور تمامًا ، وأثناء قيامهم بذلك ، يتم إشعاع نصف الطاقة الكامنة المحررة بعيدًا ، بينما يقوم النصف الآخر بتسخين الكوكب.

  2. كما يطلق انتشار الجاذبية والفصل طاقة وضع الجاذبية. تميل العناصر الأثقل إلى الاستقرار باتجاه المركز ، حيث تسقط من خلال غالبية الهيدروجين.

  3. الاضمحلال الإشعاعي للعناصر الثقيلة التي قد تشكل جزءًا من نواة الكوكب العملاق.

  4. إذا كانت كتلة "الكوكب" تزيد عن 13 ضعف كتلة المشتري ، فمن المحتمل أن يصل إلى درجة حرارة مركزية كافية لدمج الديوتيريوم الخاص به. قد يشير البعض إلى أشياء مثل الأقزام البنية في تلك المرحلة.


عملاق الغاز

كوكب المشتري ، أكبر عملاق غاز في المجموعة الشمسية.

أ عملاق الغاز هو نوع كبير من الكواكب ، ولا يتكون أساسًا من صخور أو أي مادة صلبة أخرى. في النظام الشمسي ، هناك أربعة عمالقة غازية: كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. ومع ذلك ، يتكون أورانوس ونبتون في الغالب من الجليد بدلاً من المواد السائلة نظرًا لبعدهما عن الشمس ، لذلك يتم تصنيف هذه الكواكب أحيانًا على أنها "عملاق جليدي". كان هناك العديد من عمالقة الغاز خارج المجموعة الشمسية تدور حول نجوم أخرى.

يطلق على الكواكب التي تزيد كتلتها عن 10 كتلًا على الأرض اسم "الكواكب العملاقة" ، إلا أن الكواكب الغازية منخفضة الكتلة تسمى أحيانًا "الأقزام الغازية".

تسمى الأجسام الكبيرة بما يكفي لبدء اندماج الديوتيريوم (فوق 13 كتلة من كوكب المشتري لتكوين الشمس) بالأقزام البنية ، وهي تشغل النطاق الكتلي بين عمالقة الغاز الكبيرة والنجوم ذات الكتلة الأقل.


لتتبع عملاق الغاز وولادة # 8217 ، قس درجة حرارته

تُظهر عمليات محاكاة الكمبيوتر العملاق سيناريوهين لتشكيل الكواكب لهما توقيعات مختلفة تمامًا ، والتي يمكن أن تساعد علماء الفلك في الكشف عن الحياة المبكرة لكواكب مثل كوكب المشتري وزحل.

الكواكب الغازية العملاقة مثل كوكب المشتري وزحل ولدوا من الغاز. ولكن كيف يتم إنشاؤها وكيف تتطور؟

قام باحثون من ETH Zürich وجامعتي Zürich و Bern بمحاكاة سيناريوهات مختلفة لمعرفة كيفية حدوث ذلك بالضبط. وأنا في ورقتين نشرتا في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية هذا الشهر ، وجدت جوديت سزولاغي وزملاؤها أن علماء الفلك قد يكونون قادرين على تحديد كيفية نشوء كوكب خارج المجموعة الشمسية فقط عن طريق قياس درجة حرارته.

لدى علماء الفلك نظريتان رئيسيتان تشرحان كيفية نشوء عمالقة الغاز حول نجم شاب.

تنص آلية تشكيل تصاعدية تسمى تراكم النواة على أن النواة الصلبة ، التي يبلغ حجمها حوالي 10 أضعاف حجم الأرض ، تجذب الغاز إليها وتحافظ عليها.

السيناريو من أعلى إلى أسفل - عدم استقرار القرص - ينص على أن القرص الغازي المحيط بالنجم الشاب ضخم جدًا ، حيث يؤدي عدم استقرار الجاذبية إلى تكوين أذرع حلزونية من كتل الغازات المتشابكة معًا.

هذه الكتل نفسها تنهار ، بفضل جاذبيتها ، إلى كوكب غازي - يشبه إلى حد ما كيف تولد النجوم.

كلاهما يسمح لقرص من الغاز بالتشكل حول الكوكب العملاق ، يسمى القرص الكوكبي c ، والذي تولد منه الأقمار.

وجد Szulágyi وزملاؤه ، باستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تعمل لأشهر ، فرقًا كبيرًا بين سيناريوهين التكوين. في حالة عدم استقرار القرص ، ظل الغاز في المنطقة المجاورة للكوكب شديد البرودة (حوالي 50 كلفن أو -222 درجة مئوية).

ولكن في حالة التراكم الأساسي ، تم تسخين القرص المحيط بالكوكب إلى عدة مئات من كلفن.

& # 8220 عندما يبحث علماء الفلك في تشكيل أنظمة كوكبية جديدة ، فإن مجرد قياس درجات الحرارة في المنطقة المجاورة للكوكب سيكون كافيًا لمعرفة آلية التكوين التي بنت الكوكب المحدد ، & # 8221 Szulágyi يوضح ذلك.

في نموذج تراكم النواة ، ألقى الباحثون نظرة فاحصة على القرص المحيط بالكواكب حول الكواكب التي تزيد كتلتها عن كوكب المشتري بثلاثة إلى عشرة أضعاف.

أظهرت عمليات المحاكاة الحاسوبية أن الغاز الذي يسقط على القرص من الحرارة الخارجية يسخن ويخلق واجهة صدمية لامعة على الطبقة العليا للقرص - مما أدى إلى تغيير كبير في مظهر الكواكب الناشئة.

& # 8220 عندما نرى بقعة مضيئة داخل قرص كوكبي ، لا يمكننا التأكد مما إذا كنا نرى لمعان الكوكب ، أو لمعان القرص المحيط ، & # 8221 يقول Szulágyi.

قد يؤدي هذا إلى المبالغة في تقدير كتلة الكوكب بما يصل إلى أربع مرات ، & # 8220 لذا ربما يكون للكوكب المرصود نفس كتلة زحل فقط بدلاً من بعض كتل المشتري & # 8221.

بليندا سميث

بليندا سميث صحفية في مجال العلوم والتكنولوجيا في ملبورن ، أستراليا.

اقرأ الحقائق العلمية وليس الخيال.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية من أي وقت مضى لشرح الحقائق والاعتزاز بالمعرفة القائمة على الأدلة وعرض أحدث الإنجازات العلمية والتكنولوجية والهندسية. تم نشر كوزموس من قبل المعهد الملكي الأسترالي ، وهي مؤسسة خيرية مكرسة لربط الناس بعالم العلوم. تساعدنا المساهمات المالية ، مهما كانت كبيرة أو صغيرة ، على توفير الوصول إلى المعلومات العلمية الموثوقة في وقت يحتاجه العالم بشدة. يرجى دعمنا من خلال التبرع أو شراء اشتراك اليوم.

التبرع

ما & # 8217s داخل عملاق الغاز؟

قام باحثو جامعة مينيسوتا ريناتا وينتزكوفيتش وكويشيرو أوميموتو وفيليب ب. ألين من جامعة ستوني بروك بنمذجة خصائص الصخور في درجات الحرارة والضغط المحتمل وجودها في قلب كوكب المشتري وزحل واثنين من الكواكب الخارجية البعيدة عن النظام الشمسي. لقد أظهروا أن الصخور في هذه البيئات تختلف عن تلك الموجودة على الأرض ولها موصلية كهربائية وحرارية شبيهة بالمعادن. يمكن أن تنتج هذه الخصائص كواكب مختلفة من النوع الأرضي ، مع مجالات مغناطيسية تدوم طويلاً ، وتدفق حراري محسّن إلى أسطح الكواكب ، وبالتالي ، أكثر كثافة & # 8220planetquake & # 8221 والنشاط البركاني.

يعتمد هذا العمل على المؤلفين & # 8217 العمل الأخير على الطبقات الداخلية لـ Earth & # 8217s ويمثل خطوة نحو فهم كيفية اكتساب جميع الكواكب ، بما في ذلك الأرض ، خصائصها الفردية. نُشر البحث في عدد 17 فبراير من مجلة Science. في العمل السابق ، درست Wentzcovitch وزملاؤها طبقة D & # 8221 (& # 8220Dee double prime & # 8221) في أعماق الأرض.

يمتد D & # 8221 من صفر إلى 186 ميلاً ويحيط باللب الحديدي لكوكبنا. يقع أسفل وشاح الأرض ، والذي يتكون إلى حد كبير من معدن يسمى بيروفسكايت ، ويتكون من المغنيسيوم والسيليكون والأكسجين. حسبت Wentzcovitch وفريقها أنه في D & # 8221 ، أدت درجات الحرارة والضغوط الكبيرة إلى تغيير بنية بلورات البيروفسكايت ، وتحويل المعدن إلى واحد يسمى & # 8220post-perovskite. & # 8221

في العمل الجديد ، حول الباحثون انتباههم إلى نوى الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي # 8211 كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون & # 8211 واثنين من الكواكب الخارجية المكتشفة مؤخرًا ، أو الكواكب الخارجية ، الموجودة في مكان آخر في مجرة ​​درب التبانة . إحداها ، يشار إليها باسم Super-Earth ، تبلغ كتلتها حوالي سبعة أضعاف كتلة الأرض وتدور حول نجم على بعد 15 سنة ضوئية في كوكبة الدلو. الآخر ، زحل الكثيف ، له نفس كتلة زحل تقريبًا ويدور حول نجم على بعد 257 سنة ضوئية في كوكبة هرقل.

قام الباحثون بحساب ما سيحدث في درجات الحرارة والضغط على الأرجح بالقرب من قلب الكوكبين الخارجيين ، كوكب المشتري وزحل ، حيث تقترب درجات الحرارة من 18000 فهرنهايت وتضغط 10 ملايين بار (الشريط هو في الأساس الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر). ووجدوا أنه حتى البوست بيروفسكايت لا يمكنه تحمل مثل هذه الظروف ، وسوف تنفصل بلوراته إلى شكلين جديدين. بالتركيز على إحدى تلك البلورات ، اكتشف الباحثون أنها تتصرف مثل المعادن تقريبًا.

أي أن الإلكترونات في البلورات ستكون متحركة للغاية وتحمل تيارًا كهربائيًا. سيكون لهذا تأثير دعم المجال المغناطيسي للكوكب & # 8217s (إذا كان لديه واحد) وتثبيط انعكاسات المجال. سيساعد النشاط الكهربائي المتزايد أيضًا في نقل الطاقة من القلب باتجاه سطح الكوكب. هذا يمكن أن يؤدي إلى أنشطة أكثر شدة مثل الزلازل والبراكين على السطح. سيكون التأثير أقوى بكثير في كوكب زحل الكثيف منه في الأرض الفائقة.

وقالت إن التصميمات الداخلية للعمالقة الجليدية أورانوس ونبتون لا تظهر مثل هذه درجات الحرارة والضغط المتطرفة ، ولذا فإن البوست بيروفسكايت سيبقى في قلبهما. & # 8220 نريد أن نفهم كيف تكونت الكواكب وتطورت وكيف هي اليوم. نحن بحاجة إلى فهم كيف تتصرف تصميماتهم الداخلية في ظل ظروف الضغط ودرجات الحرارة الشديدة. عندها فقط سيكون من الممكن تصميمها. هذا سوف يدفع مجال علم الكواكب المقارن ، & # 8221 قال Wentzcovitch. & # 8220 سوف نفهم الأرض بشكل أفضل إذا تمكنا من رؤيتها في سياق مجموعة متنوعة من أنواع الكواكب المختلفة. & # 8221


الكواكب الخارجية العملاقة الغازية البعيدة ألغاز علماء الفلك

بقلم: جولي فريدلين 24 أبريل 2021 2

احصل على مقالات مثل هذه المرسلة إلى صندوق الوارد الخاص بك

اكتشف علماء الفلك كوكب المشتري الفائق الذي يدور حول نجمه الشاب في مدار عريض بشكل مدهش. كيف وصلت إلى هناك؟

قام علماء الفلك بتصوير YSES 2b مباشرة (المسمى "ب") ، وهو كوكب المشتري الفائق الذي يتكون من 110 وحدة فلكية من نجمه المضيف. هذه المسافة تخلط بين نظريات تكوين الكواكب. (حجب كورون التلسكوب الضوء من النجم المركزي ، الذي يُرى في الجزء العلوي الأيسر من وهج الأشعة تحت الحمراء للكوكب).
ESO / SPHERE / VLT / Bohn et al.

حصل العلماء للتو على صور لكوكب عملاق يدور حول نجم شاب يبعد حوالي 360 سنة ضوئية في كوكبة موسكا الجنوبية ، الذبابة. الكوكب عملاق غازي ، وليس اكتشافًا غير عادي في حد ذاته. ومع ذلك ، فهو يقع على بعد 110 مرات من نجمه عن الأرض عن الشمس ، ويحير علماء الفلك كيف يمكن أن يكون مثل هذا الكوكب الضخم قد تشكل بعيدًا عن نجمه. النتائج التي توصلوا إليها سوف تظهر في علم الفلك والفيزياء الفلكية (النسخة الأولية متوفرة هنا).

تم العثور على الكوكب ، YSES 2b ، كجزء من مسح Young Suns Exoplanet Survey (YSES) ، والذي بدأ في رصد 70 نجمة تشبه الشمس الرضيعة في عام 2017. يستخدم المسح التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي ، باستخدام أداة SPHERE لحجب الضوء من النجوم بحيث يمكن رؤية الكواكب المحيطة مباشرة. لأن هذا نظام حديث العهد ، عمره 14 مليون سنة فقط ، لا يزال الكوكب نفسه يتوهج بالأشعة تحت الحمراء بينما يبرد وينكمش.

وجد الباحثون أن الكوكب تبلغ كتلته حوالي ستة كواكب. عادة ، تتشكل الكواكب ذات الكتلة المماثلة بالقرب من نجمها عبر التراكم الأساسي. خلال هذه العملية ، تلتصق جزيئات الغبار من قرص الكواكب الأولية ببعضها البعض لتشكيل نوى صخرية صغيرة ، والتي تجمع بعد ذلك مغلفات غازية كبيرة حول نفسها. يعتقد معظم علماء الفلك أن كواكب النظام الشمسي تشكلت بهذه الطريقة (على الرغم من أنه لا تزال هناك بعض الأسئلة المفتوحة حول التفاصيل).

يوضح هذا الرسم التخطيطي سيناريوهين رئيسيين لتكوين الكواكب: التراكم الأساسي وعدم استقرار الجاذبية في القرص. التراكم الأساسي غير قادر على جعل كوكب بعيدًا مثل YSES 2b ، ما لم يكن أقرب إلى النجم قبل الانتقال إلى الخارج.
ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / أ. فيلد

ولكن نظرًا لبعدها ، لا يمكن أن يتشكل YSES 2b بهذه الطريقة. تميل الحبوب الموجودة في القرص إلى التدفق إلى الداخل ، لذلك لن تدوم طويلًا بما يكفي على أطراف القرص حتى تحدث العملية التدريجية لتراكم النواة. يقول الباحث الرئيسي ألكسندر بون (جامعة لايدن ، هولندا): "على مسافات بعيدة جدًا عن النجم ، لا يمكن أن ينتج تراكم اللب نواة كوكبية ضخمة بما يكفي لتجميع الغلاف الجوي الغازي".

بدلاً من ذلك ، ربما تكون YSES 2b قد تشكلت بواسطة عدم استقرار الجاذبية. وفقًا لهذا السيناريو ، تنهار المناطق الأكثر كثافة من قرص النجم فجأة على نفسها لتشكل لب الكوكب. يقول بون إن مشكلة هذا النموذج هي أن المحاكاة الحاسوبية تُظهر أن عدم استقرار الجاذبية من شأنه أن يخلق أجسامًا أكثر ضخامة: أقزام بنية كتلتها لا تقل عن 13 كوكب المشتري.

لكن كين رايس (جامعة إدنبرة ، المملكة المتحدة) ، الذي لم يشارك في الدراسة ، لا يوافق على ذلك. يقول: "صحيح أننا قد نتوقع أن تنمو الكواكب التي تتشكل عبر عدم استقرار الجاذبية كثيرًا لتصبح أقزامًا بنية اللون". "لكن عمليات المحاكاة الحاسوبية تُظهر في الواقع أنها ربما تبدأ كأجسام أقل كتلة (ربما بضعة كتل من المشتري) ولذا يبدو بالتأكيد من الممكن لعدم استقرار الجاذبية أن تشكل شيئًا كتلته حوالي 6 من كتل المشتري."

تقترح مجموعة بون سيناريو ثالثًا يمكن أن يلعب دوره. من الممكن ، كما يقول ، أن YSES 2b تشكلت من خلال تراكم اللب بالقرب من نجمه - لكن سحب الجاذبية لكوكب آخر دفعه بعد ذلك إلى مدار بعيد. ومع ذلك ، لم يتم العثور على مثل هذا الكوكب حتى الآن.

يقترح الباحثون أن المزيد من الملاحظات ، مثل الغلاف الجوي للكوكب ، ستساعد في الاختيار بين السيناريوهات.


يكتشف علماء الفلك أحد أروع عمالقة الغاز العابرين

باستخدام بيانات من القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لناسا ومسح العبور من الجيل التالي (NGTS) ، اكتشف علماء الفلك كوكبًا خارجيًا شبيهًا بزحل يدور حول NGTS-11 (المعروف أيضًا باسم TOI-1847 و 2MASS J01340514-1425090) ، نجم متوسط ​​من النوع K يقع على بعد 624 سنة ضوئية في كوكبة قيطس. يُعرف الكوكب باسم NGTS-11b (TOI-1847b) ، ولديه درجة حرارة توازن تبلغ 162 درجة مئوية فقط (324 درجة فهرنهايت) ، مما يجعله أحد أروع عمالقة الغاز العابرين المعروفة.

انطباع فنان عن كوكب خارجي بحجم زحل. رصيد الصورة: Sci-News.com.

يبلغ نصف قطر NGTS-11b 0.82 مرة من كوكب المشتري وكتلة 0.34 من كتلة المشتري.

يدور الكوكب حول نجمه المضيف كل 35 يومًا على مسافة 5 مرات أقرب من الأرض إلى الشمس.

قال المؤلف الرئيسي الدكتور صامويل جيل ، عالم الفلك في مركز الكواكب الخارجية وقابلية السكن وقسم الفيزياء في جامعة وارويك: "تبلغ درجة حرارة NGTS-11b 162 درجة مئوية فقط وأبرد # 8212 من عطارد والزهرة".

"على الرغم من أن هذا لا يزال حارًا جدًا لدعم الحياة كما نعرفها ، إلا أنه أقرب إلى منطقة Goldilocks من العديد من الكواكب المكتشفة سابقًا والتي عادةً ما تزيد درجة حرارتها عن 1000 درجة مئوية (1832 درجة فهرنهايت)."

"يقع هذا الكوكب في مدار يبلغ خمسة وثلاثين يومًا ، وهي فترة أطول بكثير مما نجدها عادةً. أضاف الدكتور دانيال بايليس ، عالم الفلك في قسم الفيزياء في جامعة وارويك ، "إنه لمن المثير رؤية منطقة Goldilocks في بصرنا".

حدد الباحثون في البداية NGTS-11b من حدث عبور واحد اكتشفته المركبة الفضائية TESS.

وأوضحوا أن "TESS تستخدم طريقة العبور لتحديد الكواكب ، والبحث عن الانحدار الواضح في الضوء من النجم الذي يشير إلى أن جسمًا قد مر بين التلسكوب والنجم".

"ومع ذلك ، فإن TESS يقوم فقط بمسح معظم أقسام السماء لمدة 27 يومًا. هذا يعني أن العديد من الكواكب ذات الفترة الأطول تمر مرة واحدة فقط في بيانات TESS. وبدون ملاحظة ثانية ، يختفي الكوكب فعليًا ".

تابع الفريق النظام باستخدام تلسكوبات NGTS في تشيلي وراقب النجم المضيف لمدة 79 ليلة ، وفي النهاية اصطدم بالكوكب العابر للمرة الثانية بعد عام تقريبًا من أول عبور تم اكتشافه.

"من خلال مطاردة ذلك العبور الثاني لأسفل وجدنا كوكبًا أطول فترة. وقال الدكتور جيل إنه الأول من بين العديد من هذه الاكتشافات التي نأمل أن تدفع لفترات أطول.

"هذه الاكتشافات نادرة ولكنها مهمة ، لأنها تسمح لنا بالعثور على كواكب ذات فترات زمنية أطول مما يكتشفه علماء الفلك الآخرون. الكواكب الأطول هي أكثر برودة ، مثل الكواكب في نظامنا الشمسي. "

قال البروفيسور بيت ويتلي ، عالِم الفلك في مركز الكواكب الخارجية وقابلية السكن ومجلس الفضاء ، "ظهر العبور الأصلي مرة واحدة فقط في بيانات TESS ، وكان عمل فريقنا الاستقصائي المضني هو الذي سمح لنا بالعثور عليه مرة أخرى بعد عام باستخدام NGTS". قسم الفيزياء بجامعة وارويك.

تم الإبلاغ عن هذا الاكتشاف في ورقة في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

صموئيل جيل وآخرون. 2020. NGTS-11 b (TOI-1847 b): زحل عابر دافئ يتعافى من حدث عبور واحد TESS. ApJL 898 ، L11 دوى: 10.3847 / 2041-8213 / ab9eb9


لن تكون أقوى رياح على الأرض نسيمًا على هذه الكواكب

(NC & T / UW) السبب على ما يبدو هو الرياح الأسرع من الصوت ، التي ربما تصل قوتها إلى 9000 ميل في الساعة ، والتي تؤدي باستمرار إلى اضطراب الغلاف الجوي للكواكب وتحافظ على درجات الحرارة في الجانب المظلم من الهبوط.

تم اكتشاف الكواكب ، وهي كواكب غازية عملاقة في حجم كوكب المشتري ، في العقد الماضي وهي تدور حول نجوم بنفس حجم شمسنا وأقل من 150 سنة ضوئية من الأرض. كلهم يدورون على بعد حوالي 5 ملايين ميل من نجومهم ، أي أقل بكثير من مسافة عطارد من شمسنا.

تساءل علماء الفلك عما إذا كانت الكواكب التي تدور بالقرب من نجومها ولكن مع وجود جانب واحد في ضوء النهار المستمر والآخر مظلمًا دائمًا سيُظهر اختلافات حادة في درجات الحرارة بين جانب النهار والجانب الليلي. بالنسبة للكواكب الثلاثة في هذه الدراسة ، تبدو درجات الحرارة ثابتة ، على الأرجح بسبب الرياح القوية التي تمزج الغلاف الجوي على مستوى الكوكب ، كما قال إريك أغول ، أستاذ علم الفلك بجامعة واشنطن والمؤلف المشارك لملصق يعرض النتائج اليوم. في الاجتماع الوطني للجمعية الفلكية الأمريكية في سياتل.

"لا يمكننا الجزم بأننا استبعدنا اختلافات كبيرة في درجات الحرارة خلال النهار والليل ، ولكن يبدو أنه من غير المحتمل أن يكون هناك تباين كبير جدًا بناءً على قياساتنا وما نعرفه عن هذه الأنظمة ،" قال Agol ، الذي يقود عالم في مشروع يستخدم تلسكوب سبيتزر الفضائي لقياس خصائص درجة حرارة الكواكب خارج المجموعة الشمسية.

يُظهر تصور فنان كوكبًا غازيًا عملاقًا يدور بالقرب من نجمه الأم ، مما يخلق ظروفًا شديدة الحرارة على سطح الكوكب. (الصورة: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt)
أجول وزملاؤه نيكولاس كوان ، طالب دكتوراه في علم الفلك بجامعة واشنطن ، ومؤلف رئيسي للملصق ، وديفيد شاربونو من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، قاسوا ضوء الأشعة تحت الحمراء من كل نظام من أنظمة الكواكب في ثمانية مواقع مختلفة في مداراتهم في أواخر عام 2005. قياس السطوع الحراري للأنظمة عندما تواجه جوانب النهار للكواكب الأرض ، عندما تواجه جوانب الليل الأرض وفي مراحل مختلفة بينهما. لم يكتشفوا أي اختلافات في سطوع الأشعة تحت الحمراء في أي من الأنظمة ، مما يشير إلى عدم وجود اختلافات كبيرة في درجات الحرارة على جانبي النهار والليل.

وبدلاً من ذلك ، يبدو أن درجة حرارة الكواكب منتظمة إلى حد ما تبلغ حوالي 925 درجة مئوية ، أو حوالي 1700 درجة فهرنهايت.

قال أجول: "إذا تم نقل الحرارة من النجم الأم إلى الجانب المظلم ، فإن درجة الحرارة الكلية ستنخفض إلى حد ما لأن الحرارة تتوزع عبر الكوكب". "يعتقد بعض المنظرين أن الرياح الأسرع من الصوت مسؤولة عن إعادة تدوير الحرارة".

يعد قياس درجات حرارة الكواكب عملية شاقة لأن إشعاع الكوكب يغمره الضوء الصادر من نجمه المضيف. قال أغول إنه حتى عندما يتخلف كوكب عن النجم الأم ويختفي تمامًا عن الأنظار ، فإن انخفاض الضوء من النظام بأكمله يكاد يكون غير محسوس ، بنسبة 0.25 في المائة. يتطلب إجراء الملاحظات معايرة دقيقة وقياسات ضوئية.

الكواكب الثلاثة هي 51 Pegasi ، على بعد حوالي 50 سنة ضوئية من شمسنا ، و HD179949b على بعد حوالي 100 سنة ضوئية ، و HD209458b على بعد حوالي 147 سنة ضوئية. تبلغ مساحة السنة الضوئية حوالي 5.88 تريليون ميل. في عام 1995 ، أصبح 51 Pegasi أول كوكب يدور حول نجم آخر يتم اكتشافه. منذ ذلك الحين ، تمت ملاحظة العديد من الكواكب - عمالقة غازية بحجم كوكب المشتري أو أكبر - من الأرض. معظم المدارات قريبة جدًا من نجومها. هناك نظرية شائعة مفادها أنها تشكلت بعيدًا عن نجومها ، ربما في نفس موقع كوكب المشتري تقريبًا بالنسبة لشمسنا ، ثم هاجرت بالقرب من نجومها. تجعل المسافة بينهما من الصعب جمع الكثير من البيانات المباشرة عن الكواكب.

حتى الآن لم يتم الإبلاغ عن أي كواكب بحجم الأرض تدور حول نجوم أخرى مثل شمسنا.

أشار أغول إلى أن الكواكب ربما يكون لها نفس الجانب دائمًا في مواجهة النجم لأنها قريبة جدًا من نجومها الأم. التأثير هو نفسه تأثير الأرض على القمر ، والذي تباطأ دورانه كثيرًا بسبب جاذبية الأرض بحيث يواجه نفس الجانب الأرض دائمًا.

وقال "هذه الكواكب قريبة جدًا من النجوم المضيفة لها لدرجة أن قوى المد والجزر هائلة ، ببضعة آلاف من المرات مثل تلك الموجودة على الأرض". "المد والجزر قوي جدًا ويشكل انتفاخًا يشوه الكوكب لدرجة أن المدار يتباطأ بسبب شد النجم على انتفاخ المد والجزر."


2 إجابات 2

إذا تمكنت من الوصول إلى الجوهر ، فعندئذ نعم ، من المحتمل أن تكون قادرًا على تجربة "سطح صلب" (حيث أضع ذلك في علامات الاقتباس لأسباب يجب أن تكون واضحة في لحظة).

السؤال يتعلق حقًا بما تعتبره "صلبًا" و "سطحًا" في عملاق الغاز. القضية المطروحة هي ما ذكره مقال ويكيبيديا - عندما تنزل عبر الغلاف الجوي ، تصادف مادة أكثر كثافة وكثافة. سيبدأ الغاز تحت ضغط عالٍ بشكل لا يصدق في التصرف كسائل ، ويكون كثيفًا أو أكثر كثافة من سائل مثل الماء. لن تكون هناك نقطة محددة يمكنك عندها أن تقول أن الأشياء التي فوقك "تشبه الهواء" بوضوح بينما الأشياء التي تحتها بوضوح "تشبه الماء" ، إنها تدرج.

قد يتم سحقك أيضًا قبل وقت طويل من الوصول إلى أي مكان بالقرب من القلب ، تمامًا كما هو الحال مؤخرًا إلى حد ما ، حيث تمكنا من بناء سفن غاطسة يمكنها الوصول إلى أعمق أجزاء المحيط على الأرض.


درجة الحرارة والمناخ و ldquounder & rdquo عملاق الغاز في قمر مغلق المد

لقد بدأت العملية الشاقة (ولكن الممتعة!) لتجميع عالم آخر معًا.

تشمل القيود المعروفة ما يلي:

  • قمر صالح للسكن (فائق) بحجم الأرض ، مقفل مدًا لعملاق غازي ، يكون العملاق ، حيثما يكون مرئيًا ، كبيرًا بشكل معقول في السماء ليكون مشهدًا مذهلاً إلى حد ما
  • تشكل جميع الأراضي قارة عظمى واحدة ، يجب تحديد الحجم الدقيق
  • يبلغ "طول اليوم" على القمر (أي الفترة المدارية مع عملاق الغاز) حوالي 40 ساعة طول العام حاليًا غير محدد
  • قد نفترض ميلًا محوريًا معتدلًا للعملاق الغازي (20 درجة ما) ، وقد يدور القمر حول المستوى الاستوائي للعملاق ، أو أي مستوى مماثل من شأنه أن يولد "بعض الميل" بالنسبة للشمس. الميل المحوري للقمر غير محدد في هذه المرحلة ، ولكن من المحتمل أن يكون صغيرًا بأي معدل ، النقطة المهمة هي أن بعض الفصول يجب أن تكون في مكانها
  • مناخ القمر وجغرافيته الدقيقة لا يزالان في الهواء ، حيث أود إخراج علم الفلك من الطريق أولاً
  • نشاط بركاني منخفض على القمر. بعد كل شيء ، يجب أن يكون مكانًا جيدًا للعيش فيه (ويمكننا أيضًا تجاهل أي إشعاع من الغاز العملاق ، باستثناء الشفق القطبي المذهل)
  • تفاصيل أخرى "ثابتة" ، لكن يُفترض أنها أقل صلة بالموضوع: النجم هو "شارد أزرق" بحكم أنني أريد أن يكون أزرق (ملاحظة: هذا على الأرجح غير منطقي تمامًا ، تجاهل ذلك) قد يكون للعملاق أقمار أخرى بحيث يمكن رؤيتها من حين لآخر من قبل سكان قمرنا الرئيسي.

لم أحسب مقدار الإضاءة التي سيحصل عليها القمر من الشمس بعد ، لأن لدي سؤال أكثر إلحاحًا: ماذا ستكون درجة الحرارة "تحت" جانب الغاز العملاق (المكان الذي يمكن رؤية العملاق فيه 90 درجة في السماء) كن ، حيث يوجد انتفاخ المد والجزر ، متجاهلاً مناخ القمر؟ هل تميل إلى السخونة أم أنها تميل إلى البرودة؟ يمكن للمرء أن يجد معلومات متناقضة حول هذا ، حيث تشير هذه الإجابة إلى وجود محيط كبير متجمد (أو متجمد) في تلك البقعة. هذه الإجابة ، متجاهلة الأقطاب ، تشير إلى أن المنطقة "العملاقة" قد تكون ساخنة بدلاً من ذلك ، كما قد يكون العملاق " الحار". هل تعتمد على العملاق؟ هل هذا مهم على الإطلاق ، أو هل يمكن للمرء أن يذهب مع ما يريد؟ سأقدر بالتأكيد بعض المعلومات الملموسة حول هذا سؤال معين ، حيث لم أتمكن من العثور على خط منطقي صلب من المنطق لمتابعة هذا السؤال.

أنا شخصياً أؤيد الجانب "تجاه" العملاق (أو "تحت" ، إذا كنت على سطح القمر) حيث يكون الجو حارًا وليس باردًا ، ولكن قد يزعجني أن أفترض هذا ببساطة دون فهم واضح لكيفية ولماذا يكون ذلك (وما إذا كان ممكنًا أو محتملًا).

إن كونك "قائمًا على العلم" هو أمر مهم بالنسبة لي (لا يُسمح بالمعالجات) ، لكنني كنت دائمًا أضع التفاصيل بالغة الصعوبة لصالح حل "معقول" يتناسب مع المفهوم المطروح. بمعنى آخر ، لا تقلق بشأن الرياضيات ، وحجم الشمس والمسافة ، أو الوقت اللازم لتكوين القمر مقارنة بعمر الشمس.

ملحوظة: من المحتمل أيضًا أن تكون بعض الافتراضات التي قدمتها سابقًا في هذا المنشور خاطئة بعد كل شيء ، لقد قرأت فقط عن قفل المد والجزر منذ أمس. إذا كان هذا هو الحال ، فإن التصحيحات ستكون موضع تقدير كبير.


يكتشف علماء الفلك أدلة على وجود مادة على حدود الغاز السائل على كوكب خارج المجموعة الشمسية WASP-31b

من الخصائص التي تجعل كوكبًا مناسبًا للحياة هو وجود نظام طقس. الكواكب الخارجية بعيدة جدًا عن رصد ذلك مباشرة ، لكن يمكن لعلماء الفلك البحث عن مواد في الغلاف الجوي تجعل نظام الطقس ممكنًا. وجد باحثون من معهد SRON الهولندي لأبحاث الفضاء وجامعة جرونينجن الآن أدلة على كوكب خارج المجموعة الشمسية WASP-31b لهيدريد الكروم ، والذي يكون عند درجة الحرارة والضغط المقابلين على الحدود بين السائل والغاز. تم نشر هذه النتائج في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية في 3 فبراير 2021.

بينما تفحص المجسات الفضائية الكواكب والأقمار حول شمسنا بحثًا عن حياة خارج كوكب الأرض ، هناك مئات المليارات من النجوم الأخرى في مجرتنا ، والتي ربما يكون معظمها محاطًا أيضًا بالكواكب. هذه الكواكب الخارجية المزعومة بعيدة جدًا عن السفر إليها ، لكن يمكننا دراستها باستخدام تلسكوباتنا. على الرغم من أن الدقة المكانية عادة ما تكون غير كافية لرسم صورة لكوكب خارج المجموعة الشمسية ، لا يزال بإمكان علماء الفلك الحصول على الكثير من المعلومات من بصمات الأصابع التي يتركها الغلاف الجوي خلفه في أشعة ضوء النجم المضيف.

من هذه البصمات - ما يسمى بأطياف الإرسال - يستنتج علماء الفلك المواد الموجودة في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية. يمكن أن تعطي هذه في يوم من الأيام مؤشرا على وجود حياة خارج كوكب الأرض. أو يمكنهم إظهار أن هناك شرطًا للحياة ، مثل نظام الطقس. لكن في الوقت الحالي ، يقتصر هذا النوع من البحث على الكواكب العملاقة القريبة من نجومها ، والتي تسمى كواكب المشتري الحارة. هذه الكواكب حارة جدًا لدرجة لا يمكن معها توقع الحياة ، لكن يمكنها بالفعل أن تعلمنا الكثير عن كيفية عمل أنظمة الطقس الممكنة. وجد فريق بحثي من معهد SRON الهولندي لأبحاث الفضاء وجامعة جرونينجن دليلًا على وجود مادة على الحد الفاصل بين السائل والغاز. على الأرض هذا يذكرنا بالسحب والمطر.

وجد المؤلف الأول ماريك برام وزملاؤه دليلًا في بيانات هابل عن هيدريد الكروم (CrH) في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية WASP-31b. هذا هو كوكب المشتري الحار بدرجة حرارة حوالي 1200 درجة مئوية في منطقة الشفق بين النهار والليل - المكان الذي ينتقل فيه ضوء النجوم عبر الغلاف الجوي باتجاه الأرض. ويحدث ذلك حول درجة الحرارة التي ينتقل فيها هيدريد الكروم من سائل إلى غاز عند الضغط المقابل في الطبقات الخارجية للكوكب ، على غرار ظروف الماء على الأرض. & # 8220 هيدريد الكروم يمكن أن يلعب دورًا في نظام الطقس المحتمل على هذا الكوكب ، مع السحب والأمطار ، & # 8221 يقول برام.

إنها المرة الأولى التي يتم فيها العثور على هيدريد الكروم على كوكب المشتري الساخن ، وبالتالي عند الضغط ودرجة الحرارة المناسبين. برام: & # 8220 يجب أن نضيف أننا وجدنا هيدريد الكروم فقط باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. لم نر ذلك في البيانات المأخوذة من التلسكوب الأرضي VLT. هناك تفسيرات منطقية لذلك ، لكننا لذلك نستخدم مصطلح الدليل بدلاً من الدليل. & # 8221

عندما تم إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ، خليفة هابل & # 8217s ، في وقت لاحق من هذا العام ، يخطط الفريق لاستخدامه لمزيد من التحقيق. & # 8220Hot Jupiters ، بما في ذلك WASP-31b ، دائمًا ما يكون لها نفس الجانب الذي يواجه النجم المضيف ، & # 8221 يقول المؤلف المشارك ورئيس برنامج SRON Exoplanets Michiel Min. & # 8220 لذلك نتوقع جانبًا نهاريًا بهيدريد الكروم بشكل غازي وجانب ليلي بهيدريد الكروم السائل. وفقًا للنماذج النظرية ، يؤدي الاختلاف الكبير في درجات الحرارة إلى رياح قوية. نريد تأكيد ذلك من خلال الملاحظات. & # 8221

Floris van der Tak (SRON / UG) ، مؤلف مشارك أيضًا: & # 8220 مع JWST ، نبحث عن هيدريد الكروم على عشرة كواكب ذات درجات حرارة مختلفة ، لفهم أفضل لكيفية اعتماد أنظمة الطقس على تلك الكواكب على درجة الحرارة. & # 8221

المرجع: & # 8220 دليل على وجود هيدريد الكروم في الغلاف الجوي للمشتري الساخن WASP-31b & # 8221 بواسطة ماريك برام وفلوريس إف إس فان دير تاك وكاتي إل تشاب وميشيل مين ، 3 فبراير 2021 ، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202039509


شاهد الفيديو: كيف تؤثر درجة الحرارة في حجم الغاز (شهر نوفمبر 2022).