إذا وضعت صخرة سوداء كبيرة بالخارج في الشمس لبضع ساعات ، ثم اذهب إليها ولمسها ، تتوقع أن يكون الجزء الأكثر دفئًا من الصخرة هو الجزء الذي يواجه الشمس ، أليس كذلك؟ حسنًا ، عندما يتعلق الأمر بالكواكب الخارجية ، سيتم تحدي توقعاتك. يكشف تحليل جديد لنظام كوكبي خارجي مدروس جيدًا أن أحد الكواكب - التي ليست صخرة سوداء كبيرة ، ولكن كرة غاز تشبه المشتري - لديها الجزء الأكثر دفئًا مقابل ذلك الخاص بنجمها.
نظام Upsilon Andromedae ، الذي يقع على بعد 44 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة Andromeda ، هو نظام مدروس كثيرًا من الكواكب التي تدور حول نجم أكبر قليلاً وأكثر حرارة قليلاً من شمسنا.
كان الكوكب الأقرب إلى النجم ، أوبلسون أندروميدا ب ، أول كوكب خارجي يتم قياس درجة حرارته بواسطة تلسكوب سبيتزر الفضائي. كما ذكرنا في عام 2006 ، كان يعتقد أن upilon Andromeda b مقفل بشكل مرتب للنجم ويظهر تغيرات في درجة الحرارة المقابلة عنده تدور حول نجمه المضيف. أي أنه عندما كان خلف النجم من وجهة نظرنا ، كان الوجه أكثر دفئًا مما كان عليه عندما كان أمام النجم من منظورنا. بسيطة بما يكفي ، أليس كذلك؟ تم نشر هذه النتائج الأصلية في ورقة في علم في 27 أكتوبر 2006 ، متاح هنا.
كما اتضح ، فإن سيناريو تغير درجة الحرارة هذا ليس هو الحال. يشرح أستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كاليفورنيا براد هانسن ، وهو مؤلف مشارك في كل من ورقة 2006 والنتائج المحدثة ، "لقد استند التقرير الأصلي إلى بضع ساعات فقط من البيانات ، تم التقاطها في وقت مبكر من المهمة ، لمعرفة ما إذا كان مثل كان القياس ممكنًا (كان قريبًا من حد الأداء المتوقع للأداة). بما أن الملاحظات تشير إلى أنه كان من الممكن الكشف عنها ، فقد مُنحنا فترة زمنية أكبر للقيام بذلك بمزيد من التفاصيل ".
تم أخذ ملاحظات الارتداد Andromedae b مع Spitzer مرة أخرى في فبراير 2009. بمجرد أن تمكن الفلكيون من دراسة الكوكب أكثر ، اكتشفوا شيئًا غريبًا - فقط كم كان الكوكب دافئًا عندما مر أمام النجم من وجهة نظرنا كان أكثر دفئًا مما كانت عليه عندما مرت خلفها ، وهو عكس ما يتوقعه المرء تمامًا ، وعلى عكس النتائج التي نشرها في الأصل. في ما يلي رابط إلى رسم متحرك يساعد في شرح هذه الميزة الغريبة للكوكب.
ما اكتشفه علماء الفلك - وما زال عليهم أن يشرحوا بشكل كامل - هو أن هناك "بقعة دافئة" تقارب 80 درجة مقابل وجه الكوكب موجه نحو النجم. وبعبارة أخرى ، فإن أكثر المناطق دفئًا على الكوكب ليست بجانب الكوكب الذي يتلقى أكبر قدر من الإشعاع من النجم.
هذا في حد ذاته ليس بدعة. قال هانسن ، "هناك العديد من الكواكب الخارجية التي تمت ملاحظتها ببقع دافئة ، بما في ذلك بعضها التي تحولت بقعها بالنسبة إلى الموقع الذي يواجه النجم (مثال على ذلك النظام المدروس جيدًا HD189733b). والفرق الرئيسي في هذه الحالة هو أن التحول الذي نلاحظه هو الأكبر المعروف ".
Upsilon Andromedae b لا تنتقل أمام نجمها من وجهة نظرنا على الأرض. يميل مداره بحوالي 30 درجة ، لذا يبدو أنه يمر "أسفل" النجم عندما يأتي حول المقدمة. وهذا يعني أنه لا يمكن لعلماء الفلك استخدام طريقة العبور لدراسة الكواكب الخارجية للحصول على مقبض في مداره ، بل بالأحرى قياس الشد الذي يمارسه الكوكب على النجم. وقد تم تحديد أن المدارات المرتفعة من فلك أندروميداي ب حوالي 4.6 يومًا ، ولها كتلة 0.69 من كوكب المشتري ويبلغ قطرها حوالي 1.3 قطر المشتري. للحصول على فكرة أفضل عن نظام upilon Andromedae بأكمله ، انظر هذه القصة التي نشرناها في وقت سابق من هذا العام.
إذن ، ما الذي يمكن أن يسبب بالضبط هذه البقعة الدافئة الموضوعة بشكل غريب على كوكب الأرض؟ يقترح مؤلفو الورقة أن الرياح الاستوائية - مثل تلك الموجودة على المشتري - يمكن أن تنقل الحرارة حول الكوكب.
أوضح هانسن: "عند النقطة النجمية (أقرب نقطة إلى النجم) ، تكون كمية الإشعاع التي يتم امتصاصها من النجم أعلى ، لذلك يتم تسخين الغاز هناك أكثر. لذلك سيكون لديها ميل للتدفق بعيدًا عن المنطقة الساخنة باتجاه المناطق الباردة. هذا ، إلى جانب الدوران سيعطي بنية تشبه "الرياح التجارية" لتدفق الغاز على الكوكب ... إن عدم اليقين الكبير هو كيفية تبديد هذه الطاقة في نهاية المطاف. تشير حقيقة أننا نلاحظ بقعة ساخنة عند 90 درجة تقريبًا إلى أن هذا يحدث في مكان ما بالقرب من "المنهي" (حافة النهار / الليل). بطريقة ما تتدفق الرياح من نقطة ما دون النجوم ثم تتبدد مع اقترابها من الجانب الليلي. نتوقع أن هذا قد يكون من تشكيل نوع من الصدمة الأمامية.
قال هانسن إنهم غير متأكدين من حجم هذه البقعة الدافئة. "لدينا فقط مقياس الخام لهذا ، لذلك قمنا بنمذجة في نصفي الكرة الأرضية - أحدهما أكثر سخونة من الأخرى. يمكن للمرء أن يجعل البقعة أصغر ويجعلها أكثر حرارة بالمقابل وستحصل على نفس التأثير. لذا ، يمكن للمرء استبدال حجم البقعة مقابل تباين درجة الحرارة مع الاستمرار في مطابقة الملاحظات. "
ستظهر الورقة الأخيرة ، التي شارك في تأليفها أعضاء من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة ، في مجلة الفيزياء الفلكية. إذا كنت ترغب في الخروج ورؤية نجم النجوم Andromedae ، فإليك مخطط النجوم.
المصدر: بيان صحفي JPL ، Arxiv هنا وهنا ، مقابلة عبر البريد الإلكتروني مع البروفيسور براد هانسن.
