الكبريت في السحب: تلسكوب 'ويب' يرصد الغلاف الجوي لكوكب نبتوني فائق ⚡ экспресс
باستخدام التحليل الطيفي للنفاذ عبر تلسكوب جيمس ويب (جهاز NIRSpec G395H) خلال عبور واحد، تمت دراسة الغلاف الجوي للكوكب الخارجي HAT-P-26 b (كتلة ~18.6 كتلة أرضية، نصف قطر ~6.33 نصف قطر أرضي). بثقة عالية تم الكشف عن بخار الماء (ln B = 4.1) وثاني أكسيد الكربون (ln B = 85.6) وثاني أكسيد الكبريت (ln B = 13.5)، كما تم الحصول على إشارات ضعيفة لكبريتيد الهيدروجين وأول أكسيد الكربون (ln B < 0.5). إن اكتشاف SO₂ على نبتون عملاق دافئ يملأ الفجوة بين الاكتشافات السابقة على الكواكب المشترية الحارة والكواكب شبه النبتونية، مما يوضح دور الكيمياء الضوئية غير المتوازنة في الأغلفة الجوية للكواكب تحت درجة حرارة 1000 كلفن. تشير الوفرة المقيسة للكربون والأكسجين والكبريت إلى معدنية تبلغ حوالي 10 أضعاف الشمس ونسبة كربون/أكسجين دون الشمسية. الوفرة الجزيئية المستخلصة ضمن مجال 2σ تتوافق مع النماذج الكيميائية الضوئية ذاتية الاتساق. الوفرة المرتفعة لـ CO₂ وإشارة H₂S المحتملة حساسة للبنية الحرارية أو السحب أو الخلط الرأسي.
عندما يمر ضوء النجم عبر الغلاف الجوي للكوكب، فإنه يبدو وكأنه يُنخل عبر غربال: فالغازات المختلفة تُرشح ألوانًا معينة. وبالتقاط هذه الترشيحات، يتعرف تلسكوب جيمس ويب على التركيب الكيميائي، تمامًا كما يحدد متذوق الطعام مكونات الطبق من خلال رائحته. هذه الطريقة، وهي التحليل الطيفي العابر، طُبقت لأول مرة بواسطة ديفيد شاربونو.
تبين أن الكوكب الخارجي HAT-P-26 b هو مطبخ كوني حقيقي. وجد 'ويب' في غلافه الجوي ماءً وثاني أكسيد الكربون، لكن المكون الرئيسي كان ثاني أكسيد الكبريت - نفس الغاز الذي يمنح رائحة أعواد الثقاب المحترقة. في السابق، كان ثاني أكسيد الكبريت 'يُطهى' فقط في الحرارة الشديدة لـالكواكب المشترية الحارة أو النبتونات شبه الباردة، أما الآن فقد رُصد لأول مرة في دفء معتدل. وهذا يعني أن الأشعة فوق البنفسجية للنجم تسيطر على مطبخ الكواكب التي تقل درجة حرارتها عن 1000 درجة مئوية.
حقيقة مذهلة: كمية غاز ثاني أكسيد الكبريت تخضع لوصفة صارمة - كلما زادت المعدنية (أي وفرة العناصر الثقيلة)، زادت كمية SO₂، ولكن حتى حد 30 ضعفًا من المعدنية الشمسية فقط؛ بعد ذلك، يكاد الموقد ينطفئ. وهذا ما توقعه المنظرون لهذا المرق المشبع.
🎯 يطلق علماء الفلك مصطلح 'المعادن' على جميع العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم، ولذلك فإن الكربون والأكسجين والكبريت تُعد معادن أيضًا بالنسبة لهم.
🎬 في المسلسل التلفزيوني 'ذا إكسبانس'، يقوم الأبطال بمسح أغلفة الكواكب البعيدة بحثًا عن علامات الحياة؛ والآن أصبح هذا النوع من التشخيص واقعًا لعشرات العوالم.