الماء الثقيل على المشتري الحار: WASP-39 b يفاجئ علماء الفلك سريع

الأصل: "Atmospheric retrieval evidence for water isotopologue HDO on exoplanet WASP-39b"
arXiv:2607.19579 · 2026-07-21 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
لأول مرة، يُعثر في الغلاف الجوي لكوكب بعيد على جزيء HDO — وهو ماء يحتوي على هيدروجين ثقيل.

الماء ليس نوعًا واحدًا. فليس فقط عذبًا أو مالحًا، بل قد يكون «ثقيلًا» أيضًا — إذا احتوى جزيئه على الديوتيريوم، وهو نظير الهيدروجين الأثقل، بدلًا من الهيدروجين العادي. يُطلق على هذا الماء اسم HDO، وهو بمثابة جواز سفر كوني حقيقي: فمن خلال كمية الديوتيريوم في الماء، يمكننا معرفة أين ومتى وُلد هذا الماء.

وجّه فريق من علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي نحو كوكب WASP-39 b — وهو كرة غازية هائلة تدور حول نجمها على مسافة قريبة جدًا لدرجة أن السنة هناك تستغرق أربعة أيام أرضية فقط. التقط التلسكوب ضوء النجم الذي يمر عبر الغلاف الجوي للكوكب أثناء عبوره أمام قرص النجم. في هذا الضوء، كما في ظلٍّ ملون، انطبعت التركيبة الكيميائية للغلاف الغازي. وبين الخطوط المألوفة للماء وثاني أكسيد الكربون، ظهر أثر ضعيف لكن واضح لـ HDO.

الديوتيريوم هو هيدروجين يحتوي على نيوترون إضافي في نواته. وهو أثقل مرتين من الهيدروجين العادي، ونادر جدًا في الطبيعة: حوالي ذرة واحدة لكل 40,000 ذرة.

بلغت نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين المُقاسة في ماء WASP-39 b حوالي 4 أجزاء من الألف — أي أعلى بعشرات المرات من نسبتها في المشتري أو زحل. هذه الأرقام تذكّر أكثر بمشاتل النجوم الشابة أو بالجزء الداخلي من القرص الكوكبي الأولي، حيث وُلدت أرضنا يومًا ما. ربما جمع الكوكب جليدًا غنيًا بالديوتيريوم بعيدًا عن النجم، خلف خط الثلج، ثم هاجر إلى الداخل. أو ربما تجري في غلافه الجوي الحارق عمليات خاصة لم نفهمها بعد: خلط للطبقات، كيمياء ضوئية، تسرب للغازات إلى الفضاء — وكل هذا يغيّر البصمة النظائرية.

الظل الذي ألقاه كوكب بعيد أخبرنا عن تركيبة مائه. واتضح أن هذا الماء يتذكر الأطراف الباردة للنظام، حيث كان الكوكب يجمع محصوله الجليدي يومًا ما.

على الأرض، الماء الثقيل (D₂O) ليس مشعًا، لكنه سام للكائنات الحية بتركيزات عالية — فالتفاعلات الكيميائية الحيوية فيه تسير بشكل مختلف بسبب كتلة الديوتيريوم المضاعفة.

في رواية كورت فونيجت «مهد القطة»، كان الجليد-تسعة الخيالي شكلًا من الماء يتجمد في درجة حرارة الغرفة — وهي لعبة مختلفة تمامًا مع النظائر والبنية.

D/H \approx 4.0 \times 10^{-3}
نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين في ماء WASP-39 b حوالي 4 ذرات ديوتيريوم لكل 1000 ذرة هيدروجين.
العلماء
David CharbonneauIsaac NewtonJohannes KeplerWilliam BoruckiCharles-Augustin de CoulombAdam Riess
المفاهيم
كشف الماء بخار الماء أغلفة الكواكب الخارجية لجيمس ويب غلاف هيدروجيني مطيافية الغلاف الجوي للكواكب الخارجية غلاف هيدروجيني ديوتيريوم أغلفة المشتريات الحارة ثاني أكسيد الكبريت الصوديوم أكسيد التيتانيوم مطيافية وفرة الديوتيريوم Ocean heat content المشتري عملاق غازي كتلة الأرض أوروبا الأرض مرصد العوالم القابلة للسكن الميثان