لأول مرة ، اكتشف فريقان من علماء الفلك بخار الماء حول كوكب صغير يدور في منطقة صالحة للنجم البعيد. وجدوا حتى آثار المطر في الغيوم المجاورة. أكد هذا الافتراضات السابقة لعلماء الفلك بأن الماء ، الذي يعتبر مكونًا أساسيًا للحياة ، يحدث أيضًا في جو الكواكب الخارجية الصغيرة.

يقول عالم الفلك نيكو مادهوسودان من المعهد الفلكي بجامعة كامبريدج:

"إنه مثير للغاية. لم يكن أحد يتوقع مثل هذا الاكتشاف ، حتى في الآونة الأخيرة ".

تم العثور على بخار الماء سابقًا في الغلاف الجوي الغازي الحار للكواكب الخارجية العملاقة ، لكن اكتشافه حول الكواكب الخارجية الأصغر كان يمثل تحديًا. يدرس علماء الفلك الغلاف الجوي من خلال تحليل الضوء القادم من النجم المضيف عندما يكون كوكب خارج المجموعة الشمسية أمامه أو يمر به. إذا كان للكوكب غلاف جوي ، فسيتم امتصاص أطوال موجية معينة من الضوء بواسطة ذرات أو جزيئات الغلاف الجوي ، تاركة خطوطًا مميزة في الطيف النجمي. تعمل هذه التقنية بشكل أفضل على الكواكب الكبيرة ذات الغلاف الجوي الكبير ، والتي تمر بعد ذلك من خلال كمية أكبر من الضوء النجمي. ومع ذلك ، فإن عددًا قليلاً فقط من التلسكوبات ، مثل تلسكوب هابل الفضائي ، حساس بدرجة كافية لاكتشاف الخطوط الباهتة. استخدم علماء الفلك تلسكوب هابل الفضائي لتجربة ومراقبة العديد من الكواكب الخارجية الأصغر حجمًا بحجم كوكب نبتون والأرض ، والتي لم تسفر عن النتيجة المرجوة.

الكوكب K2-18b

تخيل الكوكب K2-18b. يعتبر هذا الكوكب القريب ، الذي يدور حول قزم أحمر حول سنوات ضوئية من 110 من الأرض ، المرشح الرئيسي للعثور على الماء السائل. على الرغم من أن نجمه أبرد بكثير من الشمس ، إلا أن مداره القصير الذي يستمر أيام 33 فقط ، يعني أنه يتلقى نفس درجة حرارة الأرض تقريبًا من الشمس. يمكن أن يكون وجود الماء السائل على سطح الكوكب مستقراً وبالتالي يكون موقعه في المنطقة الصالحة لنجمه. سمح لفريق من علماء الفلك من الولايات المتحدة وكندا بدراسة K2-18b لعدة سنوات باستخدام تلسكوب هابل. جمع العلماء بيانات من ثمانية مدارات حول الكوكب أمام نجمه.

وقال قائد الفريق بيورن بينكي من جامعة مونتريال بكندا "لم يتم تأكيد ذلك بعد ، ولكن سجلاتنا تظهر ، من بين أمور أخرى ، آثار بخار الماء في السحب". الفريق ، الذي نشر نتائجه على arXiv أمس وأرسلها أيضًا إلى مجلة Astronomical ، حصل أيضًا على بيانات من التلسكوبات الفضائية Spitzer و Kepler التابعة لناسا واستخدمها جميعًا في نموذج المناخ K2-18b. التفسير الأكثر ترجيحًا للنموذج هو أن الكوكب يحتوي على غيوم من الماء السائل المكثف.

يقول بينيك: "إن المطر ممطر حقًا على هذا الكوكب كما هو على الأرض". "إذا طرت إلى هناك في منطاد هواء ساخن وكان لديك بعض أجهزة التنفس ، فلن يحدث شيء لك على الأرجح."

K2-18b - مقياس نبتون

ومع ذلك ، هذا لا يعني أن K2-18b له سطح به أرض ومحيطات تمامًا مثل الأرض. يبلغ حجم K2-18b ضعف قطر كوكبنا وثمانية أضعاف حجمه. وفقًا لـ Benneke ، فهو أكثر من نبتون المخفض مع غلاف غامض كثيف ، والذي ربما يخفي نواة صخرية أو جليدية. قال أنجيلوس تسياراس ، قائد الفريق في جامعة لندن كوليدج كوليدج لندن (UCL) ، الذي نشر تحليله الخاص للبيانات المتاحة للجمهور من تلسكوب هابل في علم الفلك الطبيعي اليوم: «هذه ليست الأرض الثانية. يتفق الفريقان على وجود بخار الماء والغيوم المحتملة. تقول جيوفانا تينيتي من فريق جامعة كاليفورنيا ، "من المفترض أن تكون هناك غيوم".

يذكر Benneke أنه على K2-18b يمكن أن يكون هناك دورة مياه مع هطول الأمطار يسقط من الغلاف الجوي حتى دون "سطح الأرض"، يتبخر في طبقة غازية كثيفة وساخنة لرفع وإعادة التكثيف في السحب.

النتيجة تشجع علماء الفلك على مواصلة استكشاف. يقول مادهوسهان إن حفنة أخرى من الكواكب الخارجية الصغيرة المحتوية على الماء يمكن أن تكون في متناول تلسكوب هابل. على مسافات أكبر ، سيتعين على العلماء انتظار خليفة تليسكوب هابل الفضائي ، تليسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) في 2021. يقول مادهوسودان: "ستكون JWST رائعة" ، وبمساعدته سيتم اكتشاف "غيوم" هذه الكواكب.