ما هو الكوكب الحار

ما هو الكوكب الحار

المشتري الحار هو فئة من الكواكب الخارجية العملاقة الغازية، ويُشار إليه على أنه شبيه بالمشتري من حيث الشكل لكن دوره المداري قصير جدًا (بّي أصغر من عشرة أيّام). … ويعد كوكب 51 الفرس الأعظم بّي واحدًا من أكثر الكواكب المعروفة بوصفه مشتريًا حارًا، وقد اكتُشف عام 1995، وكان أوّل كوكب خارجي مُكتشف يدور حول نجم شبيه بالشمس.

كيف تم اكتشاف الكوكب الحار

تم اكتشاف الكوكب المسمى Kelt-9b ، عندما اكتشف الفلكيون الظل الذي يلقيه أثناء عبوره وجه نجم مضيفه على بعد 650 سنة ضوئية في كوكبة Cygnus ، الكوكب قريب جدًا من النجم لدرجة أن سطحه يصل إلى أكثر من 4300 درجة مئوية (7800 فهرنهايت) ، مما يجعله أشد كوكب عملاق وجد على الإطلاق .

لدراسة KELT-9b ، استخدم العلماء تلسكوب سبيتزر لتحليل ملامح درجة الحرارة من هذا العملاق الجهمي ، يمكن سبيتزر ، الذي يقوم بالملاحظات في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، تحديد الأصناف الدقيقة في الحرارة ، تتكرر هذه التصورات على مدار عدة ساعات ، وتسمح هذه التصورات سبيتزر بالتقاط التغيرات في الغلاف الجوي حيث يقدم الكوكب نفسه على مراحل أثناء دوران النجم ، تظهر أجزاء مختلفة من الكوكب في الاعتبار لأنها تدور حول نجمه .

الكوكب الحار

KELT-9b هو أسخن كوكب تم اكتشافه على الإطلاق ، اكتشف فريق أبحاث KELT في عام 2017 ، درجة الحرارة في KELT-9b تتجاوز درجة حرارة معظم النجوم ، يدور الكوكب حول 670 سنة ضوئية بعيدًا عن الأرض ، وهو يبعد 0.03462وحدة فلكية من نجمه ، ينتمي KELT-9b إلى عائلة تسمى Ultrahot Jupiters ، وهي كواكب خارجية عملاقة ساخنة للغاية بشكل لا يصدق تدور بالقرب من النجوم الأم ، إنه الكوكب الأكثر سخونة في الغاز المكتشف حتى الآن .

 الكوكب الحار ما تعرف عنه

MASCARA-2B / KELT-20b هو المشتري الساخن للغاية ، إنه ينتمي إلى مجموعة جديدة من الكواكب الخارجية الأكثر شهرة حتى الآن ، والتي يمكن أن تصل إلى درجات حرارة على سطح أكثر من 2000 ك ، والسبب في ارتفاع درجة حرارتها هو قرب مدارها حول نجمها المضيف ، مما يجعلها تتلقى كمية كبيرة تدفق الإشعاع في الطبقات العليا من الغلاف الجوي .

الكوكب عملاق غازي أكبر بحوالي 2.8 مرة من المشتري لكن نصفه فقط كثيف ، KELT-9b يتوقع العلماء أن يكون لكوكب الأرض نصف قطر أصغر ، ولكن الإشعاع الشديد من نجمه المضيف تسبب في انتفاخ الغلاف الجوي للكوكب مثل البالون .

الكوكب غير عادي أيضًا لأنه يدور عموديًا على محور دوران النجم ، سيكون هذا مشابهًا لكوكب الأرض الذي يدور عموديًا على مستوى نظامنا الشمسي ، سنة واحدة على هذا الكوكب يستغرق أقل من يومين .

تبلغ كتلته ثلاث مرات كتلة المشتري ويدور حول نجم يبعد 670 سنة ضوئية عن الأرض، يعتقد علماء الفلك أنه أفضل كوكب خارجي تم العثور عليه على الإطلاق .

إنه قريب جدًا من نجمه لدرجةأن ما يعادل عامًا على الأرض ، تستغرق يومًا ونصف فقط. كما أنه مقفل بشكل مرتب ، مما يعني أن جانبًا من الكوكب يواجه نجمه في جميع الأوقات ، لا يمكن أن يتشكل الميثان وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء على سطحه بسبب المستويات القصوى من الأشعة فوق البنفسجية.

النجم KELT-9 300 يبلغ عمره مليون سنة فقط ، وهو صغير في وقت النجوم. إنها أكبر بمرتين ، وحوالي ضعف حرارة شمسنا ،بالنظر إلى أن الغلاف الجوي للكوكب ينفجر باستمرار بمستويات عالية من الأشعة فوق البنفسجية ، فربما يكون الكوكب يذيل ذيلًا من مادة كوكبية متبخرة مثل المذنب .

درجة حرارة الكوكب الحار

باستخدام بيانات من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا ، وجد علماء الفلك دليلاً على أن الحرارة في الغلاف الجوي لـ KELT-9b ، وهو أكثر الكواكب الخارجية العابرة سخونة ، هي حتى أكثر من اللازم حتى تظل جزيئات الهيدروجين سليمة ، من المحتمل أن تكون ممزقة على جانب اليوم من الكوكب ، غير قادر على الإصلاح حتى تتدفق ذراته المفككة إلى جانب كوكب الأرض.

مع درجة حرارة تصل إلى 7800 درجة فهرنهايت (4600 كلفن) ، فإن KELT-9b ،هو كوكب أكثر سخونة من معظم النجوم ،لكن نجمه ، المسمى KELT-9 ، أكثر سخونة ، نجم أزرق من النوع A من المحتمل أن يتفكك الكوكب من خلال التبخر .

إن ارتفاع درجة حرارة هذا الكوكب مصحوبًا بإشعاع شديد يجب أن يفصل الجزيئات في ذراتها المكونة وأن يؤين المعادن في الجو الحار ، يجب أن يضخم الضوء النشط غلاف غلاف الهيدروجين حول الكوكب إلى النقطة التي يهرب منها الغاز الساخن.

ومع ذلك ، وللمرة الثانية ، تم اكتشاف وجود الكالسيوم المتأين ، Ca II ، في أطياف KELT-9b الجوية إلى جانب امتصاص Ha البارز ، مما يؤكد وجود غلاف ممتد من الهيدروجين المحيط بالكوكب المشع.

قام علماء الفلك بتحديد الضغوط والارتفاعات ودرجات الحرارة للخطوط في الغلاف الجوي من خلال نمذجة هذا الأطياف الجوية ، وقد وجد أن خطوط Ca II تستكشف الغلاف الجوي على ارتفاع حوالي 1.32-1.40 مرة من نصف قطر الكوكب .

يوفر خط Ha معلومات من ارتفاع أعلى عند 1.44 نصف قطر كوكبي ، تعمل خطوط الامتصاص هذه معًا بمثابة موازين الحرارة في الغلاف الجوي .

وجد فريق من علماء الفلك دليلاً على أن الحرارة أكثر من اللازم حتى تظل الجزيئات سليمة. من المحتمل أن تكون جزيئات غاز الهيدروجين ممزقة على جانب يوم KELT-9b ، غير قادرة على إعادة التكوين حتى تتدفق ذراتها المفككة إلى الجانب الليلي من الكوكب .

على الرغم من أنه لا يزال حارًا جدًا ، فإن التبريد الطفيف في الليالي يكفي للسماح لجزيئات غاز الهيدروجين بالإصلاح ، أي حتى تتدفق إلى جانب النهار ، حيث تمزقها مرة أخرى من جديد .

معلومات عن الكوكب الحار

يدور KELT-9b حول نجم ضخم من النوع A أكثر من ضعف كتلة شمسنا كل 18 ساعة ، ربما يكون الكوكب الذي يقترب منه مغلقًا بشكل مؤقت ، مما يحافظ على نصف الكرة الأرضية الذي يتحول دائمًا إلى نجمه المضيف .

القصف المستمر للطاقة الأشعة فوق البنفسجية يحمص KELT-9b ، وبذلك تصل درجة حرارة النهار إلى حوالي 4600 كلفن (أكثر من 7800 درجة فهرنهايت) ، هذا في الواقع أكثر سخونة من سطح العديد من النجوم ، وفقط 1178 K أكثر برودة من سطح شمسنا المرئي.

يُعرف KELT-9b ، المعروف باسم المشتري الحار للغاية ، بأنه كوكب خارجي يدور حول نجم KELT-9 المتأخر من النوع B / المبكر ، تقع على بعد حوالي 670 سنة ضوئية من الأرض ، هذا النوع من الكوكب شديد الحرارة بدرجة كبيرة ، وهو منفصل قليلاً عن الكثير من الكواكب الخارجية الأخرى .

قام العلماء بملاحظة الفرق بين KELT-9b جانب النهار و ليلته ، في هذه الحالة ، يدور الكوكب حول نجمه بقوة لدرجة أن عامًا مرة واحدة حول النجم ، يستغرق يومًا ونصف فقط. هذا يعني أن الكوكب مغلق بشكل مؤقت ، ويظهر وجهًا واحدًا لنجمه إلى الأبد ، على الجانب البعيد من KELT-9b ، يستمر الليل إلى الأبد ، لكن الغازات والحرارة تتدفق من جانب إلى آخر

يقع الكوكب أيضًا في مدار قطبي مائل للغاية فيما يتعلق بالنجم. قام الفلكيون بقياس دوران النجم وتوجيهه باستخدام تقنية تعرف باسم التصوير المقطعي دوبلر ، بحثًا عن خطوط طيفية تنتقل إلى الجانب الأزرق من الطيف مع اقتراب أحد أطراف النجم الدوار إلى الأحمر بينما يتراجع الطرف الآخر.

يقع KELT-9b ونجمه المضيف (الذي يحمل أيضًا لقب HD 195689) في السماء عند الصعود الأيمن 20h 32m 36s ، والانحدار + 39 ° 56 ’20 “في كوكبة Cygnus.

رصد كوكب من المشتري الحار يدور حول نجمه

منذ زمن بعيد كان العلماء يهتمون بشكل كبير بعلم الفلك لأن هذا العلم يتم به معرفة المواسم وتنظيمها، وقد قام الفلاسفة بالتأمل والتدبر حول الطبيعة ومنهم الفيلسوف طاليس، والذي كان يعتبر أن الأرض هي عبارة عن قرص يدور حول كرة نارية مركزية، وبعد ذلك أتى فيثاغورس حتى يثبت أن الأرض تكون شكلها كروية، ثم قام الفيلسوف بطليموس بوضع خارطة كونية وقام فيها بجمع كافة الكواكب والنجوم التي تم تعريفها، وتم اعتبار أن الأرض هي محور الكون، وفي القرن السابع عشر قام نيوتن وأثبت أن جميع الكواكب والأقمار والنجوم يكونون جاذبين لبعضهم جميعًا، أما في عام ألف وتسعمائة وسبعة وخمسين ميلاديًا، قامت روسيا بإطلاق أول قمر صناعي للفضاء، ومن هنا فالتلسكوبات أدت اختراعها إلى كشف الكون كله.

من الخصائص التي تجعل العلماء أن يعلموا أن هذا النوع هي من الكتل الكبيرة ودوره المداري قصير بشكل كبير، حيث أن كتلتها تتراوح بين 60-8.11 من كتلة المشتري والأدوار التي قد تجاوزت بين 3.1-111، من الكتلة، فلا يمكن أن تبلغ كتلة الكواكب عن الحد المسموح به أي 6.31 تقريبًا من كتلة المشتري وإلا فإنها سوف تقوم بحرق الديوتيريوم وقد تتحول إلى بنية على هيئة أقزام.
أما أغلب الكواكب فتدور في مدارات شبه دائرية وتكون انحرافاتها المدارية صغيرة.
كما يكون هناك معتقد أن المدارات الخاصة بها قد تكون على شكل دائري وذلك بسبب الاضطرابات التي تحدث عن النجوم القريبة وأيضًا بسبب القوى المادية.
وقد يعتمد بقاء هذه الكواكب في مدارات على شكل دائرية وذلك لفترات طويلة من الوقت أو أنها تصطدم بنجومها المضيفة على الترابط بين تطورها الفيزيائي والمداري، وهو الذي قد يرتبط ارتباطًا كبيرًا بسبب تبدد الطاقة والتشوه الخاصة بالمدى.
هذه الكواكب قد تنخفض كثافتها بشكل كثير بشكل غير مسبوق، حيث تم قياس أقل كثافة إلى الآن للكوكب الذي يسمى تي أر إي إس-4، وقد بلغ هذا الكوكب حوالي 222.0 غرام/ سنتيمتر مكعب، فلا يكون مفهومًا إلى الآن كيف امتلكت المشتريات الحارة نصف قطر كبير.
وقد يكون هناك اعتقادًا كبيرًا أن الأغلفة الخاصة المتوسعة من الممكن أن تؤدي في النهاية إلى الإشعاع النجمي الكبير.

اكتشاف 5 كواكب مشتري حار جديدة

كواكب خارجية عملاقة، كما يُطلق عليها “المشتري الحار” والتي تشبه خصائصها لتلك التي لدى أكبر كواكب مجموعتِنا الشمسية وتدور في مدار قريب جدًا نسبةً لنجومها، تُعتَبر هدفًا مثاليًا لعلماء الفلك خِلالَ بحثِهم عن العوالم الخارجية. حجم وقرب هذه الكواكب يمكن تحديده بسهولة لأن هذه الكواكب تقوم بتقليل سطوع نجومها بشكل كبير. مؤخرًا فريق دولي مِن الباحثين أعلن إكتشاف خمس كواكب خارجية جديدة، موسعًا بِذلك قائمة “المشتريات الحارة” المعروفة. حيث قاموا بنشر دراستهم يوم الرابع مِن شهر فبراير الحالي.

الفريق، بقيادة بيري ماكستيد (Pierre Maxted) مِن جامعة كيلي في مقاطعة ستانفورد، المملكة المتحدة، كان يبحث عن عبورات كوكبية بإستخدام معدات (Wide Angle Search for Planets-South “WASP-South”) – عِبارة عن مصفوفة من ثمان كاميرات تراقب مناطق محددة مِن الجزء الجنوبي للسماء. كانت هذه المعدات تستخدم لدراسة خمس نجوم تُظهِر ما يبدو أنه عبور كوكبي في منحني ضوئها. للتأكد مِن الطبيعة الكوكبية للأهداف المرصودة، الباحثون إستعملوا مجموعة معدات في مرصد La Silla في تشيلي.

الكواكب المكتشفة حديثًا تتراوح كُتَلُها بين 0.3 إلى 1.2 مِن كُتلة المشتري، ولديها أقطار تتراوح بين 1 إلى 1.5 مِن قطر المشتري، ومدارات بين 2.17 إلى 5.75 يومًا.

يُعتبر الكوكب WASP-119b، بكتلة 1.2 مِن المشتري ومدار مقداره يومين ونصف، “مشتريًا حارًا” مِثاليًا. نجمه الذي يبدو بكتلة تقارب كتلة شمسنا لكنه عمر أكبر كما يظهر مِن كثافته وحرارته. WASP-124b الأقل كُتلة مِن المشتري (0.6 مِنها) يدور بِمدار 3.4 يوم حول نجم أكثر شبابًا.

WASP-126b قد يكون الأكثر جذبًا للإنتباه حيث جاذبيته السطحية القليلة ونجمه اللامع يجعله هدفًا جيدًا للتحليل الطيفي. ايضًا لهذا الكوكب أقل كتلة بين هذه الخمس كواكب.

“WASP-126b يعتبر الكوكب الأكثر إثارة للفضول بسبب دورانه حول النجم الأكثر لمعانًا بين هذه الخمسة. هذا يعني أنه يمكن أن يكون هدفًا لتحليل ووصف الغلاف الغازي، تحليل التفاوت والإختلاف في طبيعة الغلاف الغازي عن طريق دراسة مفصلة، كقراب هابل او مقراب جيمس ويب على سبيل المثال،” كويل هيلير (Coel Hellier)، أحد المشاركين في البحث.

لدى WASP-126b جحم مقارب للمشتري وأطول مدار. جاذبيته السطحية أكبر مِن باقي “المشتريات الحارة” المعروفة. WASP-133b يمتلك أقصر مدار بين هذه الكواكب الخمسة واكبر واثقل بقليل مِن كوكب المشتري (1.2 مِن كتلته ونصف قطره).

أوضح هيلير أن هذه الكواكب الخمسة تم رصدها على أساس بيانات WASP حول التغير الطيفي لنجومها. وأضاف بأن هذا المرصد هو الأنجح (مِن حيث تحديد الكواكب مِن على سطح الأرض) مِن بعد مرصد Kepler التابع لناسا، حيث كان الأخير هو الوحيد الذي استطاع اكتشاف كواكب اكثر مِن WASP.

“لدينا برنامج ضخم يربط البيانات مِن WASP-South والذي يستمر بالعمل مِن 10 سنوات لحد الآن، مع البيانات الضخمة المُحصلة مِن Euler/CORALIE للتحليل الطيفي ومقياس TRAPPIST الآلي للفوتونات. البرنامج يتطلب نظامًا ضخمًا لإكتشاف هذه الكواكب. لقد وجدنا 100 مِنها، كانت هذه الخمسة اخر المكتشفات.”

إستنتج الفلكيون ان هذه الأنظمة الكوكبية تعتبر أهداف جيدة لمواصلة المراقبة بواسطة معدات أرضية لدراسة جوها والتغييرات الديناميكية فيها. يعتقدون أيضًا بأن المعدات الجديدة للكشف عن الكواكب الخارجية كـقمر ناسا الجديد Transiting Exoplanet Survey Satellite يمكن أن تكون مفيدة جدًا في البحث وربما تكشف كواكب لم نعرفها لحد الآن.

“TESS ربما يستطيع إيجاد الكواكب الخارجية الأصغر، حيث سقوم بمراقبة كل كواكب WASP تقريبًا” كما قال هيلير.

كوكب المشتري الحار يشبه الارض

بعد خمسة اشهر على اطلاقه في مهمة تهدف الى رصد كواكب شبيهة بالارض ، ارسل تلسكوب “كيبلر” الفضائي الى الارض صورا عالية الدقة لكوكب يبعد حوالى الف سنة ضوئية عن كوكبنا ، على ما اعلنت وكالة الفضاء الاميركية (ناسا).

وكان اكثر ما اثار الناسا في هذا الحدث هو تيقنها من فاعلية اداء “كيبلر” وقدرته على الوفاء بالوعود المعلقة عليه. وقد نجح هذا التلسكوب الفضائي الذي لا يزال في مرحلة تقييم منذ اطلاقه في آذار الماضي بهدف رصد كواكب شبيهة بالارض في المجرة ، في ارسال صور عالية الدقة الى الارض لكوكب يشار اليه باسم “هات – بي – 7 – بي” او “المشتري الحار” (هوت جوبيتر).

ورصد كوكب “المشتري الحار” على بعد الف سنة او 9,5 كادريليون كيلومتر (الكادريليون يساوي ترليار ترليار) ضوئية عن كوكب الارض. وتعد الصور التي التقطها “كيبلر” له “اول مرة يتم فيها رصد ضوء من هذا الكوكب” ، على ما اكد وليام بوروكي المحقق العلمي الرئيسي في مهمة “كيبلر” ومعد تقرير بهذا الخصوص ينشر في مجلة “ساينس” الجمعة.

وفيما اعرب العلماء عن حماسهم لاكتشاف “كيبلر” ضوءا بصريا صادرا عن كوكب “هات – بي – 7 – بي” ، الامر الذي وصفه الفيزيائي الفضائي في معهد “كارنيغي” الان بوس بأنه “مذهل” ، الا ان حماسهم كان اكبر لفاعلية اداء “كيبلر”.

وقال بوس ان “الاهم في هذا الحدث هو ان – كيبلر – يعمل بفاعلية” ، مضيفا ان “هذا يدل على قدرته على رصد عبور كوكب بحجم الارض امام نجم شبيه بالشمس يصدر عنه بصيص محدود”.

وتابع بوس ان”- كيبلر – اطلق ليس فقط من اجل العثور على كواكب خارج مدارنا ، بل تكمن مهمته الرئيسية في احصاء عدد الكواكب الشبيهة بالارض حول نجوم شبيهة بالشمس في منطقتنا من المجرة. ونحن نعلم الان ان -كيبلر – قادر على القيام بذلك”.

وقد تم جمع البيانات التي ارسلها “كيبلر” خلال الايام العشرة الاولى فقط من بدء مهمته لجمع المعلومات ، ما يبشر بجودة ادائه خلال السنوات القليلة المقبلة التي سيقضيها في موقعه ذاته راصدا حوالى 100 الف كوكب حول كوكبتي الدجاجة (سيغنوس) والقيثارة (ليرا) في درب التبانة.

وقالت الناسا في بيان ان “المشاهدة تظهر الدقة العالية الجودة للقياسات التي اتخذها التلسكوب ، حتى قبل انتهاء تقييمها وتحليلها”.

ويتمتع التلسكوب “كيبلر” بأكبر كاميرا اطلقت في الفضاء قط بدقة تبلغ 95 درجة ميغابيكسيل من العدسات المركبة.

وتتوقع ناسا ان تصبح قادرة بحلول 2012 بفضل البيانات المرسلة من “كيبلر” على الاعلان عما اذا كانت “مجرتنا تحتوي على العديد من الكواكب الشبيهة بالارض ، او اننا وحدنا”.

وبلغت كلفة كيبلر 600 مليون دولار وهو اول مهمة للبحث عن كواكب شبيهة بالارض تدور حول كاكب شبيهة بكوكب الشمس تطلقها الادارة الوطنية للفضاء.