إلقاء الضوء على الطبيعة المعقدة للغلاف الجوي «للمشترى الساخن»
قد يتم إلقاء ضوء جديد على الغلاف الجوي المعقد للكواكب التي تدور حول النجوم خارج نظامنا الشمسي، ويعود الفضل في ذلك للبحث الجديد الرائد.
قام فريق دولي من الباحثين، يقودهم فيزيائيون فلكيون من جامعة إكستير وجامعة كولومبيا ومعهد جودارد لدراسات الفضاء التابع لناسا، بالاستعانة بأحدث طرق وضع النماذج، بدراسة الغلاف الجوي لكوكب حار يشبه المشتري يبعد عن الأرض 150 سنة ضوئية دراسةً مكثفةً.
تبنى العلماء النموذج الحاسوبي الذي يستخدمه مكتب دراسة الأرصاد الجوية البريطاني لدراسة الغلاف الجوي للأرض، وذلك لمحاكاة العوالم البعيدة المثيرة والتي تشبه كوكب المشتري من ناحية الحجم، ولكن تدور في مدارات أكثر قربًا لنجومها من مدار عطارد حول الشمس.
تمت مقارنة النتائج مع المشاهدات التي تمت باستخدام مرقاب الفضاء القوي سبيتزر للتحقق من فهمنا للأحوال الجوية في تلك الكواكب.
أظهر البحث نتائجًا تتفق مع المشاهدات المتوفرة، أبرز تلك النتائج كانت فيما يتعلق بظاهرة الانتقال الحراري في الطبقات العليا للغلاف الجوي للكواكب الخارجية، حيث تتسبب سرعات الرياح العالية جدًا في أن تنتقل النقطة ذات درجات الحرارة الأكثر ارتفاعًا بعيدًا عن أقرب نقطة من النجم، حيث يفترض أن تتواجد.
ولكن أظهرت تلك الدراسة بعض الاختلافات المثيرة أيضًا، مثلًا الفرق بين درجة السطوع المتوقعة والملاحظة للوجه البعيد عن النجم (الوجه المظلم من الكوكب).
يدعو الفريق لمزيد من الدراسات لكشف أسرار تكون تلك الكواكب في هذا المدار القريب من النجم المضيف.
يقول الدكتور ناثان ماين المحاضر الكبير في مجال الفيزياء الفلكية في جامعة اكستير وأحد مجريي الدراسة: «لا يعد هذا البحث بحثًا هامًا لتطوير فهمنا لذلك النوع من الكواكب فقط، بل يعتبر أيضًا الخطوة الأولى لبناء فهم أعمق لكيفية عمل الغلاف الجوي للكواكب والمناخ في ظروف مختلفة، بما في ذلك الكواكب الداعمة للحياة. بالإضافة الى ذلك وعلى المدى البعيد، مع الحفاظ على التواصل بين علماء الفيزياء الفلكية وعلماء المناخ، وسيساعد هذا البرنامج على فهم التغيرات في مناخنا الخاص.»
يعّد نموذج التنبؤ بالمناخ الطقس الخاص بمكتب الأرصاد الجوية البريطاني الأحدث من نوعه. ولكن هذا البحث يطبق هذا النموذج على كوكب ظروفه مختلفة تمامًا عن الأرض في وقتنا الحالي، مع درجات حرارة تتخطى الألف درجة وضغط جوي أكبر بعشرات المرات.
أحد أهم نتائج ذلك البحث هي أنه لا يوجد حتى الآن فهم واضح حول كيف يتغير التركيب الكيميائي وتقل درجة حرارة المواد التي تتحرك من الجانب المضيء من الكوكب إلى الجانب المظلم منه.
بالإضافة إلى ذلك، وجد الفريق إشارات مثيرة إلى أن الطبقات العميقة من الغلاف الجوي، وغير القابلة للرصد، ترجح حركة بطيئة على المستوى الكبير مما قد يعني تغير في بناء درجة الحرارة في أعماق الغلاف الجوي للمشتري الحار.
يضيف الدكتور دافيد س. أموندسن، من جامعة كولومبيا ومعهد جودارد لدراسات الفضاء التابع لناسا في الولايات المتحدة وسابقاً في جامعة أكستير، والكاتب الرئيسي للورقة البحثية: «تسمح لنا النماذج المماثلة للقيام بدراسة مفصلة لكيفية تغير الغلاف الجوي في تلك الكواكب مع تغير عوامل مختلفة مثل الإشعاع والتركيب والدوران حول المحور. تزداد أهمية تلك النماذج لفهم نتائج الرصد التي تتحسن باستمرار وتكشف لنا الطبيعة المعقدة ثلاثية الأبعاد لتلك الأغلفة الجوية.»
تم نشر البحث في مجلة «علم الفلك والفيزياء الفلكية» ومتوفر كذلك في موقع على الإنترنت بعنوان «تطبيق نظام المناخ العالمي (GCM) التتابع لمكتب الأرصاد الجوية البريطاني مع مخططات إشعاع معقدة على المشترى الساخن»
ترجمة: جورج فام
تدقيق: عبدالله الصباغ
المصدر
