تلسكوب جيمس ويب يكشف عن دور المجال المغناطيسي في الكواكب الخارجية الحارة

وهذا الاكتشاف الرائد، المستمد من ملاحظات أنماط الرياح على سبعة كواكب خارجية غازية كبيرة وحارة، يعمق فهمنا لهذه العوالم البعيدة بشكل كبير.

ويعتمد الاكتشاف على بيانات جمعتها تلسكوبات في تشيلي وهاواي، ويكشف أن بعض الكواكب الخارجية على الأقل تشارك سمة حاسمة موجودة في جميع كواكب نظامنا الشمسي باستثناء اثنين من أصل ثمانية.

والمجال المغناطيسي هو قوة غير مرئية تولد بواسطة حركة المواد الموصلة للكهرباء في أعماق لب الكوكب المنصهر، بالإضافة إلى دورانه. وهو ليس مؤشرا مباشرا على وجود حياة، لكنه قد يكون عاملا حيويا في جعل كوكب صخري مثل الأرض صالحا للسكن.

وجميع الكواكب الخارجية السبعة التي تمت دراستها هي من نوع يسمى "المشتري الحار" (Hot Jupiters)، وقد سميت بذلك لأن حجمها وتكوينها مشابهان لكوكب المشتري (أكبر كواكب نظامنا الشمسي)، لكنها أكثر حرارة بكثير. وكل واحد من هذه الكواكب يدور قريبا جدا من نجم كبير حارق، لدرجة أن جانبا واحدا منها يكون مواجها للنجم بشكل دائم (الجانب النهاري)، والجانب الآخر يكون بعيدا عنه بشكل دائم (الجانب الليلي)، تماما مثل قمر الأرض بالنسبة لكوكبنا.

ويؤدي هذا القرب المداري إلى درجات حرارة جوية لافحة على جوانبها النهارية، حيث تقع جميع الكواكب السبعة على مسافة أقرب من نجومها المضيفة مقارنة بمسافة عطارد من الشمس.

وعلى هذه العوالم المتطرفة، تهب رياح قوية من "الجانب النهاري" الحار إلى "الجانب الليلي" البارد. ومع ذلك، لاحظ العلماء ظاهرة غير متوقعة، حيث تقول عالمة الفلك جوليا سيدل، من مرصد لاغرانج لمركز أبحاب في نيس بفرنسا، المؤلفة الرئيسية للدراسة المنشورة في مجلة Nature Astronomy: "ما تتوقعه هو أن الكواكب ذات درجات الحرارة الأعلى سيكون لها رياح أقوى. فكلما زادت الطاقة التي تضخها في النظام، أصبحت الرياح أكثر عنفا. لكننا نرى العكس تماما".

وتابعت سيدل شارحة هذه الملاحظة المحيرة: "الكواكب الأكثر حرارة هي التي لديها أقل رياح قوية تخلط الغلاف الجوي. وهذا أمر غريب حقا وفقا لما نعرفه عن سلوك الأغلفة الجوية". وخلصت إلى أن هذا يعني وجود آلية مختلفة لتبديد الطاقة.

وأضافت: "الاحتمال الوحيد لإبطاء الغلاف الجوي بهذا القدر وبهذه السرعة هو عبر المجال المغناطيسي وتفاعله مع الجسيمات المشحونة المتحركة في الغلاف الجوي".

ووصلت سرعة الرياح على هذه الكواكب الخارجية إلى 15500 ميل في الساعة (نحو 25 ألف كم/ساعة)، متجاوزة بذلك سرعة الرياح على كوكب المشتري.

وبينما تمتلك معظم كواكب نظامنا الشمسي مجالات مغناطيسية، ما يجعل وجود مجالات مغناطيسية للكواكب الخارجية أمرا غير مفاجئ، إلا أن العلماء كافحوا سابقا للعثور على دليل مقنع.

وقالت سيدل: "نحن لا ننظر إلى كوكب خارجي واحد، بل ننظر إلى مجموعة منها ونرى اتجاها يتشكل". كانت المجالات المغناطيسية المتولدة عن هذه الكواكب السبعة أصغر من مجال المشتري ولكنها مماثلة لتلك الموجودة على كواكب أخرى داخل نظامنا الشمسي.

ويلعب المجال المغناطيسي دورا حاسما في قدرة الكوكب على الاحتفاظ بغلافه الجوي على مدى فترات طويلة. فالمريخ، على سبيل المثال، كان لديه مجال مغناطيسي لكنه فقده منذ مليارات السنين عندما برد داخله. وقد ساهم هذا الفقدان في غلافه الجوي الرقيق الحالي ومناظره الطبيعية غير المضيافة.

وقالت عالمة الفلك بيبيانا برينوث من المرصد الأوروبي الجنوبي في ألمانيا، المؤلفة المشاركة في الدراسة: "على الرغم من أنه من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن المجالات المغناطيسية تحدد بشكل مباشر ما إذا كان الكوكب صالحا للسكن، إلا أنها يمكن أن تلعب دورا مهما في كيفية تطور الكوكب بمرور الوقت".

ويمثل هذا البحث خطوة مهمة نحو فهم الديناميكيات المعقدة للبيئات الكوكبية الخارجية وإمكاناتها لدعم الحياة.