في عام 2023، وجّه تلسكوب جيمس ويب نظره نحو نجم بعيد في كوكبة العذراء. حوله يدور كوكب HAT-P-26 b، وهو نبتون دافئ، عالم كتلته 18.6 ضعف كتلة الأرض ونصف قطره 6.33 ضعف نصف قطرها. مرّ الكوكب أمام قرص النجم، وفي تلك اللحظة أصبح غلافه الجوي مرئيًا للحظة. ضوء النجم، بعد مروره عبر الغلاف الغازي، كشف ما هو مخفي عن العين: بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، ولأول مرة لهذه الفئة من الكواكب، ثاني أكسيد الكبريت.

هذا الاكتشاف ليس مجرد سطر إضافي في كتالوج الجزيئات. إنه يُظهر أن المطبخ الكيميائي تحت الأشعة فوق البنفسجية للنجم يعمل أيضًا عند درجات حرارة أقل مما كان يُعتقد سابقًا. ثاني أكسيد الكبريت هنا هو نتاج كيمياء ضوئية غير متوازنة، أي كيمياء يطلقها ضوء النجم. أعاد علماء الفلك بناء معالم الغلاف الجوي باستخدام الاسترجاع البايزي (Bayesian retrieval)، وهي طرق تسمح باستخراج درجة الحرارة والتركيب والمعدنية (نسبة العناصر الأثقل من الهيليوم) من الطيف. وتبين أن معدنية الغلاف الجوي لـ HAT-P-26 b تتراوح بين 3 و25 ضعف معدنية الشمس، ودرجة الحرارة حوالي 667 كلفن، وهي أقل بشكل ملحوظ من درجة الحرارة التوازنية للكوكب.

المقارنة مع عشرة كواكب أخرى رصدها ويب كشفت نمطًا واضحًا: محتوى ثاني أكسيد الكبريت يرتفع بشكل حاد عند المعدنيات المنخفضة ويصل إلى هضبة عند قيم أعلى من 30 ضعف معدنية الشمس. هذا يعني أن كيمياء الكبريت الضوئية عملية عالمية يمكن استخدامها كمقياس حرارة ومؤشر للتطور الكيميائي للأغلفة الجوية. سابقًا، لوحظ هذا فقط في المشتريات الحارة والكواكب دون نبتونية، لكن الآن سُدّت الفجوة للكتل التي تبلغ حوالي 20 كتلة أرضية.

ما الذي يقدمه هذا للعلم؟ حتى الآن، كان من غير الواضح ما إذا كانت كيمياء الكبريت الضوئية تعمل في أغلفة النبتونات الدافئة وكيف يرتبط محتوى SO₂ بالمعدنية. الآن، ولأول مرة، تم رصد ثاني أكسيد الكبريت بشكل موثوق في مثل هذا العالم، وتم إظهار الارتباط بالمعدنية. ستكون هذه الطريقة مرجعًا لتفسير الأطياف المستقبلية للكواكب الخارجية الشبيهة بنبتون وتحسين نماذج تكوينها. ستسمح الملاحظات الإضافية في نطاق أوسع من الأطوال الموجية بتحديد نسبة الكربون إلى الأكسجين بدقة أكبر وإلقاء الضوء على كيفية اكتساب هذه الكواكب لأغلفتها الجوية.