هابل يلتقط توهّج عالم من الحمم

تدور بعض الكواكب الصخرية قريبًا جدًا من نجومها بحيث لا نظير لها في نظامنا الشمسي. يسمّيها علماء الفلك عوالم الحمم (lava worlds): كواكب أصغر من نحو 1.9 ضعف نصف قطر الأرض، تتجاوز حرارة سطحها تحت النجم 1,500 كلفن. ويُتوقَّع أن تُظهر دائمًا الوجه نفسه لنجمها، فيبقى جانبها النهاري ملتهبًا على الدوام — حارًا بما يكفي لمحيط من الصهارة، وربما لغلاف جوي رقيق من الصخور المتبخّرة.

TOI-2431 b مثال متطرف. فهو يدور حول نجم قريب من النوع المسمّى قزمًا متأخرًا من الفئة K في 5.4 ساعات، وهي أقصر دورة معروفة بين الكواكب التي قيس نصف قطرها وكتلتها معًا. وهو أعرض من الأرض بـ1.53 مرة وأثقل منها بنحو 6.2 مرة، بكثافة تتّسق مع عالم صخري في معظمه. وتحت نجمه، يتلقى سطحه طاقة تكفي لبلوغ نحو 2,850 كلفن.

مراقبة كوكب وهو يختفي

حين يمر كوكب خلف نجمه، ينخفض الضوء الكلي للنظام بالمقدار الذي كان الكوكب نفسه يُصدره أو يعكسه تمامًا. وهذا الكسوف الثانوي (secondary eclipse) يقيس ضوء الجانب النهاري للكوكب. كما أن تتبّع الضوء على مدار كامل — منحنى الطور (phase curve) — يبيّن مقدار الحرارة التي تصل إلى الجانب الليلي.

حلّل سيباستيان زيبا، من مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية، و20 مؤلفًا مشاركًا أرصادًا لهابل أُجريت في 4 فبراير 2022، امتدت على 11 دورة للتلسكوب ونحو ثلاث دورات للكوكب، في الأشعة تحت الحمراء القريبة (1.1 إلى 1.6 ميكرومتر). وجمعوها مع بيانات القمر الصناعي TESS التابع لناسا، الذي رصد النجم في الضوء المرئي بين 2020 و2023.

أخفت الانخفاضات

رصد هابل الكسوف بعمق 69 جزءًا في المليون (+14/−13) — فالجانب النهاري للكوكب يسطع بأقل من جزء من عشرة آلاف من ضوء النجم في الأشعة تحت الحمراء القريبة. ووجد تحليل ثانٍ مستقل للبيانات نفسها 60 ± 14 جزءًا في المليون. ويعطي TESS 37 ± 10 أجزاء في المليون في الضوء المرئي. ويصف المؤلفون ذلك بأنه أول كسوف ثانوي لكوكب خارجي صخري يُرصَد بهابل.

تقع أعماق الكسوف المقيسة بـTESS وهابل (النقاط) قرب منحنى أشد جانب نهاري حرارةً ممكن (الخط الأسود المتصل)، وفوق حالة توزّع الحرارة على الكوكب كله (الخط المنقّط) بكثير. — الشكل 2، زيبا وآخرون (2026)، arXiv:2609.31966.

في أقصى حرارة ممكنة

إذا كان كل هذا الضوء حرارة، فإن القياسين معًا يعطيان الجانب النهاري درجة حرارة قدرها 2,524 كلفن (+77/−84). وهذا 98% من الحد الأقصى النظري البالغ 2,574 كلفن — وهي القيمة المتوقعة لو لم يعكس الكوكب شيئًا واحتفظ بكل حرارته في جانبه النهاري. ويتفق منحنى الطور مع ذلك: فهو يتّسق مع جانب ليلي لا يُصدر ضوءًا قابلًا للقياس، ومع أحرّ نقطة تقع تحت النجم مباشرة.

الكواكب الخارجية الصخرية ذات الجوانب النهارية المقيسة: يقع TOI-2431 b (النجمة) على خط الحرارة القصوى، بينما تقع عدة عوالم حمم أخرى تحته. — الشكل 4، زيبا وآخرون (2026)، arXiv:2609.31966.

وهذا ما يميّز TOI-2431 b. فعدة عوالم حمم رُصدت حتى الآن، منها 55 Cancri e وK2-141 b، لها جوانب نهارية أبرد بوضوح من حدّها الأقصى، وهي علامة على غلاف جوي ينقل الحرارة بعيدًا، أو على أسطح عاكسة، أو على غيوم. ولا يبدو أن TOI-2431 b يشاركها هذا السلوك.

مشكلة الانعكاس

ثمة تحفّظ يوضحه المؤلفون. فعند هذه الأطوال الموجية، يتشابه ضوء النجم المنعكس والتوهّج الحراري للكوكب نفسه. ولو عكس السطح ولو 10% من الضوء — وهي قيمة مستوحاة من قياسات مخبرية لصخور السيليكات — لأسهم الانعكاس بنحو 11 جزءًا في المليون في كل نطاق، ولاقترب الجانب النهاري من 2,400 كلفن. وتبقى حلول أكثر انعكاسًا وأبرد ممكنة.

كما أن نموذجًا لغلاف جوي من الصخور المتبخّرة، بضغط لا يتجاوز نحو 20 مليبار تحت النجم ويكون الصوديوم غازه الرئيسي، يتوافق أيضًا مع البيانات، لكن لا يمكن بعدُ تمييزه عن صخرة عارية متوهّجة.

في انتظار ويب

المخرج هو الأطوال الموجية الأطول، حيث تهيمن الحرارة ويخفت الانعكاس. ومن المقرر أن يراقب تلسكوب جيمس ويب الفضائي مدارًا كاملًا مدته 10.6 ساعات، يتضمن كسوفين، بجهازه MIRI بين نحو 5 و12 ميكرومترًا. ويتوقع الفريق هناك كسوفًا أعمق بنحو أربع مرات، بما يكفي للفصل بين الحرارة والانعكاس وللبحث عن بصمات أكاسيد السيليكون في سماء من بخار الصخور.