الفلك

تأثير فقدان جو المشتري الحار / الدافئ على الكواكب الأخرى

تأثير فقدان جو المشتري الحار / الدافئ على الكواكب الأخرى

لنفترض نظامًا شمسيًا به كوكب المشتري الساخن / الدافئ HJ (مع محور شبه رئيسي في مكان ما من 0.5 AU إلى 0.0001 AU) وكوكب يشبه الأرض EL فيه (مع محور شبه رئيسي يبلغ حوالي 1 AU). دع ميولهم المدارية تكون متباعدة بمقدار درجتين. دع النجم يكون G2V أو نحو ذلك ، مثل شمسنا.

وفقًا لهذا ومصادر أخرى ، يمكننا أن نقول أن كواكب المشتري الحارة "تنزف" الغلاف الجوي بسبب قربها من الشمس. أفترض أن بعضًا منها يتم دفعه مع الرياح الشمسية بعيدًا في النظام الشمسي ، على الأقل بقدر ما هو EL.

  • ما هو تأثير هذا الجو المزري من HJ على EL ، إن وجد؟
  • إذا كان هناك تأثير ، فمتى يحدث؟ في كل مدار EL ، على الرغم من الميول المختلفة؟ فقط عندما تعبر EL عقدة العبور؟ فقط عندما يكون هناك عبور (أو بالأحرى ، عندما تمر EL عبر عقدة العبور لفترة معينة من الوقت بعد HJ ، لحساب سرعة جسيمات الغلاف الجوي عبر الفضاء)؟
  • هل سيكون هذا الجو المزري (بالعين المجردة) مرئيًا من EL؟ كيف ستبدو؟
  • هل كل هذا سيكون له أي تأثير على الحياة / الحضارة على تعلم الإنجليزية؟

لن تكون التأثيرات الأساسية هي الأشياء التي تسأل عنها. أولاً ، كائن بحجم كوكب المشتري سيغير سماء الليل والنهار بشكل جذري. السماء الآن بشكل أساسي ، الشمس والقمر ومجموعة من النقاط الصفراء (ونقطة حمراء واحدة) ثابتة في الغالب ، 4 تتحرك بشكل مرئي للعين المجردة (الزهرة ، المريخ ، المشتري ، زحل).

تبرز الزهرة بشكل أكبر قليلاً وأكثر إشراقًا ، لكنها تشبه إلى حد كبير نجمًا ساطعًا بشكل غير طبيعي. كل ذلك يتغير إذا وضعت كوكبًا بحجم كوكب المشتري في المدارات حول مكان وجود عطارد أو كوكب الزهرة. يبلغ قطر المشتري 1/10 من قطر الشمس. إذا وضعتها في منتصف المسافة بين الأرض والشمس ، فسيكون قطرها حوالي 1/5 وسيكون العبور فوق الشمس واضحًا ، على عكس عبور الزهرة الذي يمكن ملاحظته (ليست فكرة جيدة بدون عدسات واقية) ، ولكن يمكن إغفالها بسهولة.

كوكب المشتري في مدار بين الأرض والشمس سيكون له أطوار واضحة مثل القمر وتغير في الحجم المرئي. من المحتمل أنه في مثل هذا السيناريو ، لن يتم تكييف نموذج مركزية الأرض أبدًا ، لأن المشتري سيثير الكثير من الأسئلة في هذا الافتراض. كان أرسطو وبتولومي أذكياء. كان هذا الموقف كافيًا ربما للنظر إلى الأشياء بشكل مختلف.

هناك أيضًا مشكلة جاذبية الجسم الثالثة. كوكب المشتري داخل مدار الأرض قد يدمر مدار الأرض. قد يختلف انحراف الأرض كثيرًا وربما يؤدي إلى فترات تغير مناخي أكثر تطرفًا. هناك فرصة جيدة أن يتعرض مدار كوكب الأرض المستقر نسبيًا للكثير من التغييرات غير المرغوب فيها مع وجود كوكب المشتري الساخن بينه وبين الشمس. يمكن أن تكون تأثيرات المذنب مشكلة أيضًا. يساعد كوكب المشتري البعيد الذي يغير مدار مرور المذنبات الأرض على تجنب اصطدامات المذنبات. يمكن للمشتري الذي قريب من الشمس أن يفعل العكس. هناك أيضًا مشكلة الهجرة. إذا تشكل كوكب المشتري بعيدًا عن الشمس وهاجر إلى الداخل ، فسيؤدي ذلك إلى تدمير أي كوكب يدور حوله. لذلك هناك مشكلة جاذبية كبيرة في السيناريو الخاص بك. إذا كنت تبحث عن الأرض مثل الكواكب ، فربما لا تكون الأنظمة الشمسية ذات المشتري الحار هي أفضل مكان للبحث.

  • قال ذلك ، على أسئلتك.

ما هو تأثير هذا الجو المزري من HJ على EL ، إن وجد؟

إذا كان هناك تأثير ، فمتى يحدث؟ في كل مدار EL ، على الرغم من الميول المختلفة؟ فقط عندما تعبر EL عقدة العبور؟ فقط عندما يكون هناك عبور (أو بالأحرى ، عندما تمر EL عبر عقدة العبور لفترة معينة من الوقت بعد HJ ، لحساب سرعة جسيمات الغلاف الجوي عبر الفضاء)؟

هل سيكون هذا الجو المزري (بالعين المجردة) مرئيًا من EL؟ كيف ستبدو؟

من الصعب القول بدقة. بالتأكيد إذا كان النزيف كبيرًا بدرجة كافية ، فقد يكون مرئيًا ، لكن في المتوسط ​​أعتقد أنه ليس كذلك. على سبيل المقارنة السيئة ، لا يمكننا رؤية القذف الجماعي الإكليلي. معظم "النزيف" من كوكب المشتري الساخن سيكون من جزيئات الغاز السطحي ، وبشكل أساسي الهيدروجين والهيليوم ، ومعظمها غير مشحون. ستكون جزيئات الغاز المنتشرة في الفضاء شفافة بشكل أساسي ، إلا إذا كانت كمية جنونية تمامًا. قد تلتقطها الكاميرات شديدة الحساسية ، لكن يجب أن تكون غير مرئية إلى حد كبير من الأرض.

تكون ذيول المذنب مرئية ، حتى ولو كانت مرئية في بعض الأحيان أثناء النهار ، لكن ذيول المذنب مختلفة. إنها مليئة بالغبار الذي يكسر المذنب وتكون سرعة الهروب من المذنب منخفضة ، لذا فإن الغبار الذي ينفصل عن المذنب يميل إلى السير في مدار مماثل ، ومن هنا تأتي الكثافة النسبية والتماسك الظاهري لذيل المذنب. مع وجود كوكب المشتري الساخن والغازات المتسربة في اتجاهات مختلفة على الأرجح بسبب هروب الحرارة أو هروب الجينز في المقام الأول ، سيكون هناك القليل جدًا من التماسك. سوف تنتشر جزيئات الغاز المتسربة بسرعة في الفضاء. قد تكون الجسيمات المشحونة التي تهرب من كوكب المشتري النظري كافية لتكوين شفق خافت ، ولكن يجب أن تكون أصغر بكثير من الجسيمات المشحونة التي تهرب من الشمس. الجسيمات غير المشحونة ، نسبة صغيرة ستصطدم بالأرض ، معظمها سيفتقد. لا يوجد سيناريو يمكنني تخيله سيكون مثيرًا للإعجاب بشكل واضح من مثل هذا النزيف ما لم يكن كوكب المشتري الساخن قريبًا جدًا من الشمس ، على سبيل المثال أقرب من عطارد وكان النزيف شديدًا. حتى ذلك الحين ، فإن الصورة الأساسية ستكون تدفق الغاز المتساقط في الشمس ، وليس انتشار الغاز الذي يتحرك باتجاه مدار الأرض وما بعده.

حدث شيء لا يختلف كثيرًا في الماضي البعيد للأرض. كان للزهرة محيطات وربما نزفت على الأقل محيطًا مائيًا من المحيط الأطلسي ، وربما محيطًا من المياه في المحيط الهادئ إلى الفضاء الذي انجرف في الغالب إلى ما وراء الأرض. من المحتمل أن يكون هناك تأثير ضئيل للغاية لانجراف الأرض من خلال كمية كبيرة جدًا من بخار الماء في مدارها.

هذه إجابة ملعب كرة قدم على أي حال. التصحيحات موضع ترحيب.


كواكب المشترى الساخنة: الأصول ، الهيكل ، الأجواء

نقدم مراجعة موجزة للعديد من جوانب فيزياء الكواكب لكوكب المشتري الحارة. هدفنا هو تغطية معظم المجالات الرئيسية للدراسة الحالية مع تزويد القارئ بمراجع إضافية لمزيد من المتابعة التفصيلية. نناقش أولاً تشكيل الكواكب العملاقة والتطور المداري اللاحق عبر عزم دوران يحركها القرص أو تفاعلات ديناميكية. هناك حاجة إلى أكثر من مسار تكوين واحد لفهم السكان. بعد ذلك ، ندرس فهمنا الحالي للتاريخ التطوري والبنية الداخلية الحالية للكواكب ، حيث نركز على التركيب الجماعي وكذلك النماذج القابلة للتطبيق لشرح أنصاف الأقطار المتضخمة للسكان. أخيرًا ، نناقش جوانب الغلاف الجوي الخاصة بهم في سياق الملاحظات والنماذج 1D و 3D ، بما في ذلك بنية الغلاف الجوي والهروب ، والتوقيعات الطيفية ، ودوران الغلاف الجوي المعقد. تمت مناقشة مصادر العتامة الرئيسية في هذه الأجواء ، بما في ذلك الفلزات القلوية وبخار الماء وغيرها. نناقش الفيزياء التي تتحكم في دوران الغلاف الجوي ثلاثي الأبعاد وهياكل درجة الحرارة من النهار إلى الليل. نختتم باقتراح عمل مستقبلي مهم للأسئلة التي لا تزال مفتوحة.


الكواكب والأقمار

T. Guillot ، D. Gautier ، in رسالة في الجيوفيزياء ، 2007

10.13.4.3 الكواكب العملاقة المشععة

على الرغم من أن جميع الكواكب العملاقة خارج المجموعة الشمسية مثيرة للاهتمام من حيث المبدأ ، إلا أننا نركز هنا على الكواكب التي تدور بالقرب من نجمها نظرًا لإمكانية توصيفها وقياس كتلتها ونصف قطرها وبعض خصائص غلافها الجوي. كوكبان مقاربان لهذه الفئة الجديدة من الأجسام: اكتشف أول كوكب عملاق خارج المجموعة الشمسية ، 51 Peg b ، مع فترة مدارية تبلغ ص = 4.23 يومًا ، وأول كوكب عملاق خارج المجموعة الشمسية "عابر" ، HD 209458 ب ، مع ص = 3.52 يوم. ينتمي كلا الكواكب إلى كوكبة بيغاسوس ، واتباعًا للاتفاقيات الفلكية (على سبيل المثال ، Cepheids ، التي سميت باسم Cephei) ، نختار تسمية الكواكب العملاقة التي تدور بالقرب من نجومها بفترات أقصر من 10 أيام "Pegasids" (بدلاً من ذلك ، "المشتري الحار" موجود أيضًا في الأدب).

مع هذه الفترة المدارية القصيرة ، تكون هذه الكواكب في معظمها عرضة للإشعاع من نجمها المركزي الذي يكون شديدًا لدرجة أن تدفق الطاقة النجمية الممتص يمكن أن يكون أكبر بحوالي 10 4 مرات من تدفقها الداخلي. وبالتالي يتم منع الغلاف الجوي من التبريد ، مما يؤدي إلى تطوير المنطقة الإشعاعية وتحكم التبريد والانكماش الداخلي (Guillot وآخرون.، 1996). عادةً ، لكوكب مثل HD 209458 b ، تمتد هذه المنطقة الإشعاعية إلى مستويات الكيلوبار ، تي ∼ 4000 كلفن ، ويقع في الخارج 5٪ في نصف قطر (0.3٪ في الكتلة) (Guillot and Showman ، 2002).

تنشأ المشاكل في نمذجة تطور Pegasids في الغالب بسبب حالة الحدود الخارجية غير المؤكدة. يشير التدفق النجمي الشديد إلى أن ملف تعريف درجة حرارة الغلاف الجوي يعتمد بشكل كبير على مصادر العتامة التي يتم النظر فيها. اعتمادًا على التركيب المختار ، وبيانات العتامة المستخدمة ، والوجود المفترض للغيوم ، والهندسة المعتبرة ، يمكن أن تختلف درجات الحرارة الناتجة في أعماق الغلاف الجوي بما يصل إلى K600 كلفن (Seager and Sasselov، 2000 Goukenleuque وآخرون.، 2000 بارمان وآخرون.، 2001 سودارسكي وآخرون.، 2003 Iro وآخرون.، 2005 فورتني وآخرون.، 2006). علاوة على ذلك ، كما يتضح من الشكل 12 ، يشير التشعيع القوي والتزامن المتوقع للكواكب إلى أن عدم التجانس القوي يجب أن يوجد في الغلاف الجوي ضمن اختلافات قوية (particular500 كلفن) ليلا ونهارا وبين خط الاستواء إلى القطب في درجات الحرارة الفعالة (Showman and Guillot، 2002 Iro وآخرون.، 2005 كوبر وشومان ، 2005 بارمان وآخرون.، 2005) ، مما زاد من تعقيد نمذجة تطور الكواكب (انظر الشكل 13 ). أخيرًا ، هناك مشكلة أخرى ذات صلة وهي وجود المنطقة الإشعاعية. مرة أخرى ، التركيب غير معروف وبيانات العتامة غير مؤكدة في درجة الحرارة المرتفعة نسبيًا (تي ∼ 1500-3000 كلفن) ونظام ضغط مرتفع (يصل إلى -1 كيلو بار).

الشكل 12. الهيكل الديناميكي المحسوس لـ Pegasids (الكواكب العملاقة خارج المجموعة الشمسية المشععة بشدة): عند ضغوط أكبر من 100-800 بار ، يجب نقل تدفق الحرارة الجوهري بالحمل الحراري. يكون قلب الحمل عند الدوران المتزامن مع النجم أو قريبًا منه وله اختلافات صغيرة في درجات الحرارة في خطوط الطول والعرض. عند الضغط المنخفض يوجد غلاف إشعاعي. الجزء العلوي من الغلاف الجوي يخترقه الضوء النجمي على جانب النهار. يجب أن يؤدي التباين المكاني في التشمس إلى الرياح التي تنقل الحرارة من جانب النهار إلى الجانب الليلي. من Showman AP و Guillot T (2002) دوران الغلاف الجوي والمد والجزر لكواكب "51 Pegasus b-like". علم الفلك والفيزياء الفلكية 385: 166–180.

الشكل 13. درجة الحرارة مقابل الضغط لسلسلة من المواقع في الغلاف الجوي لـ HD209458b ، بافتراض عدم إعادة التوزيع الأفقي للحرارة. يتوافق كل تسلسل مع اتجاه معين لتدفق الحادث بالنسبة إلى السطح الطبيعي. المناطق التقريبية التي يمثلها جمع T – P. تظهر الملامح كخطوط سوداء صلبة على الكرة التوضيحية. الأعلى T – P. الملف الشخصي يتوافق مع النقطة الفرعية (نقطة سوداء على الكرة). تم تصميم المنهي والجانب الليلي (نصف الكرة السوداء) بالملف غير المشع (الأدنى T – P. منحنى). يتم تمييز الحدود الإشعاعية - الحملية عند النقطة الفرعية وعلى الجانب الليلي بدوائر مملوءة. تشير الخطوط المتقطعة إلى منحنيات التكثيف التقريبية لثلاثة أنواع من الحبوب الشائعة. يشير الخط المنقط إلى مكان ثاني أكسيد الكربون و CH4 التركيزات متساوية (CO هو المسيطر على يسار هذا الخط). الخطوط السميكة والرمادية المتقطعة هي T – P. ملفات التعريف المحسوبة لتدفق عادي يساوي 0.5 (أعلى) و 0.25 (أسفل) مرة عند النقطة الفرعية ، كما يتم استخدامها غالبًا كحلول تقريبية لجانب اليوم ، أو الغلاف الجوي بأكمله ، على التوالي. من Barman TS و Hauschildt PH و Allard F (2005) الخصائص المعتمدة على الطور للأغلفة الجوية للكواكب خارج المجموعة الشمسية. مجلة الفيزياء الفلكية 632: 1132–1139.

لقد رأينا في الشكل 7 أن الكتل المقاسة وأنصاف الأقطار للكواكب العابرة يمكن تفسيرها عالميًا في إطار نموذج التطور بما في ذلك الإشعاع النجمي القوي ووجود كتلة متغيرة من العناصر الثقيلة ، إما في شكل نواة مركزية أو منتشرة في الكوكب الداخلية. ومع ذلك ، عند تحليل الوضع لكل كوكب ، يبدو أن العديد من الكواكب كبيرة جدًا بحيث لا يمكن استنساخها بواسطة النماذج القياسية ، أي النماذج التي تستخدم أحدث EOS ، والتعتيم ، وظروف الحدود الجوية ، وافتراض أن الكواكب اللمعان الذي يتحكم في تبريده مأخوذ فقط من الطاقة الكامنة للجاذبية المفقودة (انظر القسم 10.13.3.1).

الشكل 14 يوضح الموقف الخاص بالحالة المحددة لـ HD209458b: ما لم يتم استخدام جو حار بشكل غير واقعي ، أو زيادة التعتيم الداخلي بشكل تعسفي ، أو تقليل محتوى الهيليوم ، فلا يمكن إعادة إنتاج نصف القطر المرصود والذي يكون أكبر بنسبة 10-20٪ مما تم حسابه ( وآخرون.، 2001 ، 2003 Guillot and Showman ، 2002 Baraffe وآخرون.، 2003). حقيقة أن نصف القطر المقاس يتوافق مع مستوى الضغط المنخفض (∼Mbar) بينما يقابل نصف القطر المحسوب مستوى بالقرب من 1 بار ليست مهملة (الجحور وآخرون.، 2003) ولكنها أصغر من أن تأخذ في الاعتبار الفرق. هذا يمثل مشكلة لأنه في حين أنه من السهل استدعاء وجود نواة ضخمة لشرح الحجم الصغير للكوكب ، فإن الحجم الكبير مثل HD209458b يتطلب مصدرًا إضافيًا للطاقة ، أو تعديلات مهمة في البيانات / الفيزياء المعنية.

الشكل 14. يمكن مقارنة تقلص HD209458b كدالة للوقت بنصف قطرها المقاس والعمر المستنتج من الصندوق الأسود. النماذج القياسية (المنحنى الأزرق) لتطور ذلك 0.69 مي ينتج الكوكب عمومًا نصف قطر صغير جدًا مقارنة بالملاحظات ، حتى بالنسبة لتكوين شمسي ولا يوجد قلب مركزي (النواة الأكبر ، وفي معظم الحالات ، تشير الكميات الأكبر من العناصر الثقيلة في الكوكب إلى حجم أصغر حتى بالنسبة لعمر معين ). تؤدي وفرة الهليوم المنخفضة بشكل غير واقعي أو نماذج التعتيم العالية إلى مسارات التطور التي بالكاد تعبر مربع المراقبة. الاحتمال هو أن الحرارة تتبدد إلى الداخل العميق عن طريق المد النجمي ، إما مرتبطة بانحراف مداري غير صفري مدفوع من قبل رفيق غير مرئي ، أو بسبب النقل المستمر للزخم الزاوي من الغلاف الجوي الساخن إلى الداخل (منحنى أسود). بدلاً من ذلك ، قد يكون الغلاف الجوي أكثر سخونة من المتوقع بسبب التسخين بفعل رياح المنطقة القوية وعدم استقرار القص (المنحنى الأحمر).

بودنهايمر وآخرون. (2001) اقترح أن هذا الشعاع الكبير قد يكون راجعا إلى انحراف قسري صغير (ه ∼ 0.03) من HD209458b ، وتبديد المد والجزر اللاحق في باطن الكوكب ، لكن الملاحظات التفصيلية تشير إلى أن الانحراف صغير ، ه = 0.014 ± 0.009 (لافلين وآخرون.، 2005) ، وتشير ملاحظات الكسوف الثانوي إلى أن هذا سيتطلب أيضًا تكوين فرصة للمدار (Deming وآخرون.، 2005). هناك تفسير مقترح آخر يتضمن أيضًا تبديد المدّ للطاقة المدارية وهو أن الكوكب قد يكون محاصرًا في حالة كاسيني ذات ميل مداري كبير (Winn and Holman ، 2005) ، ولكن يبدو أن احتمال حدوثه ضعيف (Levrard وآخرون.، 2006). أخيرًا ، الاحتمال الثالث الذي يمكن تطبيقه على "جميع" البيجاسيدات هو استدعاء النقل الهبوطي للطاقة الحركية وتبديدها بفعل المد والجزر (Showman and Guillot ، 2002). سيتطلب هذا الاحتمال الأخير أن يكون للكواكب العابرة المختلفة كتل أساسية مختلفة لإعادة إنتاج نصف القطر المرصود (Guillot ، 2005).

في الآونة الأخيرة ، مع اكتشاف المزيد من Pegasids العابرة ، زاد عدد الكواكب الكبيرة بشكل غير طبيعي إلى 3 على الأقل لكل 11 كوكبًا ، مما يعني أن هذا ليس حدثًا نادرًا. هذا يعطي وزنا أكبر للآلية التي يمكن أن تنطبق على كل كوكب. في هذه الحالة ، يمكن اشتقاق كتل العناصر الثقيلة من خلال فرض أن جميع الكواكب يجب أن يتم تركيبها بنفس النموذج بنفس الفرضيات. يمكن القيام بذلك عن طريق عكس نتائج الشكل 7 ، كما وصفه Guillot وآخرون. (2006). يتم تطبيق الطريقة على Pegasids العابرة المعروفة بحلول نهاية عام 2006 في الشكل 15 ، مخطط لكتل ​​العناصر الثقيلة في الكواكب كدالة لفلزات النجم الأم (الذي يقيس مدى ثراء نجم ما في العناصر الثقيلة مقارنة بالشمس).

الشكل 15. عُرفت كتلة العناصر الثقيلة في عبور البيجاسيدات بحلول عام 2006 كدالة للمحتوى المعدني للنجم الأم بالنسبة للشمس. يتم حساب كتلة العناصر الثقيلة المطلوبة لتناسب نصف القطر المقاس على أساس نماذج التطور بما في ذلك مصدر حرارة إضافي يبطئ تبريد الكوكب. يُفترض أن مصدر الحرارة هذا يساوي 0.5٪ من التدفق الحراري النجمي الوارد (Showman and Guillot ، 2002). تتوافق أشرطة الخطأ الأفقية مع أخطاء 1σ في تحديد [Fe / H]. أشرطة الخطأ العمودية هي نتيجة لعدم اليقين على أنصاف أقطار الكواكب المقاسة والأعمار. لاحظ أن النتائج مبنية على Guillot وآخرون. (2006) يعتمد بشكل جوهري على النموذج وقد يتأثر بالاكتشافات الإضافية للكواكب العابرة.

الشكل 15 يظهر أولاً أنه في بعض الحالات ، كتل كبيرة من العناصر الثقيلة (تصل إلى -100 م) هي ضرورية. يتوافق هذا مع التكوين المستنتج لـ HD149026b ، أي حوالي 70 مترًا من العناصر الثقيلة ، وهو استنتاج يصعب الهروب منه بسبب انخفاض الكتلة الكلية وارتفاع الإشعاع للكوكب (انظر Ikoma وآخرون.، 2006 فورتني وآخرون.، 2006). علاوة على ذلك ، يبدو أن هناك ارتباطًا بين كتلة العناصر الثقيلة المستنتجة في الكواكب العابرة ، ومعدنية النجوم الأم (Guillot وآخرون.، 2006) ، على الرغم من أنه يجب التأكد من هذا الارتباط من خلال المزيد من القياسات. التحذير مهم: هذه النتائج تعتمد في جوهرها على النموذج لأنها تستند إلى افتراض أن جميع الكواكب تتلقى تدفقًا إضافيًا لحرارة المد والجزر يتناسب مع تدفق الطاقة الذي يتلقونه في شكل فوتونات من النجم. هناك حاجة إلى المزيد من الكواكب العابرة لتأكيد أو إعاقة هذا النموذج ، ولكن التنوع الكبير في كتل النواة ، وغياب Pegasids حول النجوم الفقيرة بالمعادن Fe / H ≲ - 0.07 كما هو موضح بواسطة الشكل 15 يبدو أنها عواقب وخيمة لهذا العمل.

الاحتمال الآخر المثير للاهتمام فيما يتعلق بـ Pegasids هو فقدان الكتلة المستمر بسبب جرعة الإشعاع العالية التي تتلقاها الكواكب. في الواقع ، تم التنبؤ بهذا التأثير (Burrows and Lunine ، 1995 Guillot وآخرون.، 1996 لامير وآخرون.، 2003) واكتشاف (Vidal-Madjar وآخرون.، 2003 ، 2004) ، لكن حجمها لا يزال غير مؤكد تمامًا ، بمقدار ضعفين على الأقل من حيث الحجم (Lammer وآخرون.، 2003 Lecavelier des Etangs وآخرون.، 2004 ييل ، 2006).التأثير على التطور محدود بشكل مدهش ، إلا في المراحل النهائية عندما يظهر فقدان أسي للكتلة في الكواكب الغازية بالكامل (بارافيه وآخرون., 2004 ).

أخيرًا ، من المهم ملاحظة أن فئة أخرى من الكواكب تنتظر توصيفًا مباشرًا بواسطة طريقة العبور: فئة الجليد أو عمالقة الصخور. الكواكب صغيرة الكتلة حوالي 10 م تم الكشف عنها (على سبيل المثال ، Lovis وآخرون.، 2006 بوليو وآخرون.، 2006) ولكن من المتوقع أن يكون نصف قطرها صغيرًا (Guillot وآخرون.، 1996 فالنسيا وآخرون.، 2006) ، وقد لا نمتلك حاليًا القدرة على المراقبة لاختبار ما إذا كانوا يمرون أمام نجمهم. يجب حل هذا الأمر من خلال مهمة الفضاء CoRoT (أطلقت في 27 ديسمبر 2006) وكبلر (إطلاق ∼ 2008). هذه الأشياء مثيرة للاهتمام بشكل خاص ولكنها تطرح مشاكل صعبة من حيث الهيكل لأنه اعتمادًا على تاريخ تكوينها وتكوينها الدقيق وموقعها ، قد تكون سائلة أو صلبة أو قد تمتلك حتى محيطًا سائلًا عالميًا (انظر Kuchner، 2003 Léger وآخرون., 2004 ).


تأثير فقدان الغلاف الجوي للمشتري الحار / الدافئ على الكواكب الأخرى - علم الفلك

1. تعكس السحب حرارة الشمس بعيدًا عن الكوكب
إذا لم يكن للكوكب غلاف جوي ، فإن كل ضوء الشمس الذي يضربه يصل إلى السطح ، وعادة ما يتم امتصاص 90٪ أو أكثر منه وينعكس 10٪ أو أقل مرة أخرى في الفضاء. ومع ذلك ، إذا كان للكوكب غلاف جوي ، وخاصةً غلاف جوي سميك مليء بالغيوم ، فسوف ينعكس جزء من ضوء الشمس في الفضاء قبل أن يصل حتى إلى السطح. يشار إلى النسبة المئوية للضوء المنعكس على كوكب ما باسمه البياض، وطرح ذلك من 100٪ يخبرنا عن مقدار الطاقة التي يمتصها الكوكب ويسخنها.
كمثال على كيفية عمل ذلك ، فإن الأرض والقمر هما نفس المسافة من الشمس (بدقة 1/4٪) ولهما نفس القدر من ضوء الشمس الساقط عليهما ، لكن القمر يعكس فقط حوالي 10٪ من ضوء الشمس الذي يستقبل ويمتص حوالي 90٪ منه ، بينما الأرض ، بسبب غطاءها السحابي الواسع ، تعكس حوالي 30٪ من ضوء الشمس الذي تستقبله وتمتصه فقط حوالي 70٪. تختلف قيم درجة حرارة القمر لأن المرتفعات أفتح وتعكس مزيدًا من الضوء والماريا أغمق وتعكس ضوءًا أقل وتختلف قيم الأرض وفقًا للتضاريس التي تؤثر على الطقس المحلي ، ولكن هذه القيم المتوسطة كافية لإجراء مقارنة عامة . نتيجة للاختلاف في الامتصاص ، لا تتلقى الأرض سوى حوالي ثلثي كمية ضوء الشمس خلال النهار مثل القمر ، ويصبح القمر أكثر سخونة ، حيث تصل درجات الحرارة إلى أكثر من 250 درجة فهرنهايت ، والتي تزيد عن 150 درجة فهرنهايت. من درجات حرارة الأرض العادية.
ومع ذلك ، فإن الغيوم ليست العامل الوحيد الذي يحدد درجة حرارة الكوكب ، كما يمكنك معرفة ذلك من خلال النظر في حالة كوكب الزهرة ، الذي يحتوي على بياض 65٪ ، أي أنه يمتص فقط 35٪ من ضوء الشمس الذي يسقط عليه ، وهو فقط نصف ما تمتصه الأرض. إذا كان من الممكن تجاهل جميع العوامل الأخرى ، فإن هذا الاختلاف في امتصاص الحرارة سيعوض تمامًا حقيقة أن كوكب الزهرة يبعد 70٪ فقط عن الشمس مثلنا ، وأن الأرض والزهرة سيكون لهما درجات حرارة سطحية متشابهة وحتى أوائل السبعينيات ، كان يُفترض أن درجات حرارة كوكب الزهرة لم تكن أعلى بكثير من درجات حرارة الأرض. في تلك الحقبة وما قبلها ، كان يُعتقد عمومًا أن الظروف السطحية على كوكب الزهرة كانت مماثلة لتلك الموجودة في الصحراء (حار وجاف) ، أو حوض الأمازون (حار ورطب). كما اتضح ، كما تمت مناقشته في إطار غازات الاحتباس الحراري أدناه ، فإن كوكب الزهرة أكثر دفئًا من الأرض بمقدار 800 درجة مئوية ، لذا فإن النظر إلى البياض فقط لا يخبرك بالقصة كاملة. ومع ذلك ، فهو الجزء الأول من اللغز ، وهو بالنسبة لمعظم الكواكب عاملاً مهمًا جدًا في تحديد درجة حرارتها.

2. تقوم الرياح بتوزيع الحرارة من الأماكن الحارة إلى الأماكن الباردة
تمثل الرياح في غلافنا الجوي محركًا حراريًا عملاقًا مدفوعًا بحرارة الشمس. إنها تحمل الحرارة من خط الاستواء نحو القطبين ، ومن الجانب النهاري للكوكب إلى الجانب الليلي (بالطبع يساعد دوراننا أيضًا في ذلك) ، وتساعد في تخفيف الاختلافات في الحرارة بين خط الاستواء والقطب ، وبين جوانب النهار والليل من الكوكب. (لمزيد من المعلومات حول هذا التوزيع ، يرجى الرجوع إلى الجزء الأخير من مناقشة تأثير كوريوليس.)
تعتمد كفاءة هذه الرياح في تدوير الحرارة على مدى سماكة الغلاف الجوي. على القمر ، بدون هواء ، لا يوجد بالطبع مثل هذا التأثير ، وتتراوح درجات الحرارة من القيم العالية جدًا على جانب النهار إلى القيم المنخفضة جدًا في الجانب الليلي ، مع عدم وجود طريقة لتلطيفها. على كوكب المريخ ، مع الغلاف الجوي الرقيق ، فإن الاختلاف في درجة الحرارة بين الأماكن الأكثر سخونة وبرودة يخلق اختلافات في الضغط تؤدي إلى رياح سريعة نسبيًا. إذا كان الغلاف الجوي أكثر سمكًا ، فقد يكون قادرًا على ضبط درجة الحرارة بشكل كبير ، ولكن نظرًا لأن الهواء هناك حوالي 1 ٪ فقط من سماكتنا ، فلن يكون قادرًا على القيام بعمل جيد جدًا في المساء خارج الفروق في درجات الحرارة ، وهم تظل كبيرة جدًا ، على الرغم من أنها ليست كبيرة مثل القمر. على الأرض ، مع الغلاف الجوي السميك ، تقل الاختلافات في درجات الحرارة إلى حد كبير. هذا يقلل من اختلافات الضغط ، والتي يمكن أن تتجاوز 50٪ على سطح المريخ ، ولكن نادرًا ما تتجاوز 5٪ على الأرض ، لذلك تكون سرعات الرياح على الأرض عمومًا أبطأ منها على المريخ ، ولكن نظرًا لأن الغلاف الجوي أكثر سمكًا ، لا يزال قادرًا على إحداث تخفيضات كبيرة في درجات الحرارة القصوى.
الزهرة مرة أخرى ، مثال على نسخة متطرفة نسبيًا من هذا التأثير. نظرًا لأن غلافه الجوي أكثر سمكًا بمئة مرة من غلافنا الجوي ، فإنه يقوم بعمل جيد جدًا في نقل الحرارة من مكان إلى آخر ، حتى عند سرعات الرياح المنخفضة نسبيًا ، لذلك على الرغم من طول الليل نسبيًا (حوالي شهرين أرضيين) ، وارتفاعه الشديد درجات الحرارة (مما يعني أنه حتى اختلاف النسبة المئوية الصغيرة في درجة الحرارة يمكن أن يكون فرقًا كبيرًا في العدد الفعلي للدرجات) ، فإن لها نطاقًا صغيرًا لدرجة الحرارة بشكل مدهش. في الواقع ، من خط الاستواء إلى القطب ومن النهار إلى الليل ، نادرًا ما تكون التغيرات في درجات الحرارة أكثر من 50 فهرنهايت على سطح الكوكب. يتسبب هذا الاختلاف الصغير في درجات الحرارة في سرعات رياح منخفضة نسبيًا (قريبة من الصفر عند السطح) ، لكن سماكة الغلاف الجوي تسمح حتى لتلك السرعات المنخفضة بأن تكون كافية لإنتاج درجة حرارة متساوية بشكل ملحوظ.
نظرًا لأن كواكب جوفيان لها أغلفة جوية أكثر سمكًا ، يمكننا أن نتوقع أن يكون لها درجات حرارة متساوية نسبيًا وسرعات رياح بطيئة نسبيًا أيضًا. ومع ذلك ، هناك كميات هائلة من الحرارة تشع من الجزء الداخلي من كوكب المشتري ، في الواقع تزيد عن ضعف الحرارة التي يتلقاها الكوكب من الشمس ، وسرعات الرياح والاختلافات في درجات الحرارة ليست صغيرة مثل كوكب الزهرة. (توجد تأثيرات مماثلة لكواكب جوفيان الأخرى ، لكن تسخينها الداخلي أقل ، وبالتالي فإن تأثيرها أقل أيضًا.) يؤدي الدوران السريع لهذه الكواكب إلى تأثيرات كوريوليس القوية التي تجعل سرعات الرياح في الأحزمة والمناطق (أنماط الدوران المتوازية) إلى خط الاستواء) للمشتري هي عدة مئات من الأميال في الساعة ، وعند الحدود بين الحزام والمنطقة ، حيث تكون سرعات الرياح في اتجاهين متعاكسين ، تزيد سرعات قص الرياح عن ألف ميل في الساعة.

3. الغازات "الدفيئة" تحبس حرارة الكوكب
خلال النهار ، يصب ضوء الشمس على سطح كوكب ما ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته. عندما يصبح السطح أكثر دفئًا ، فإنه يشع حرارة الأشعة تحت الحمراء مرة أخرى في الفضاء. بمجرد أن تتساوى الحرارة التي يشعها السطح مع ضوء الشمس الذي يمتصه ، يتوقف السطح عن التسخين ، وتظل درجات الحرارة مستقرة نسبيًا. ومع ذلك ، بمجرد أن تغرب الشمس لا يوجد ضوء الشمس يضرب السطح ويبرد سطح الكوكب لأنه يشع الحرارة في الفضاء (يشار إلى هذا باسم التبريد الإشعاعي، وأثناء موجات البرد الشتوية ، قد ترى هذا المصطلح في مقالات الصحف عن المزارعين القلقين من أضرار الصقيع على محاصيلهم).
ترتفع درجة الحرارة على القمر بسرعة كبيرة في الصباح لأنه ، كما نوقش أعلاه ، ينعكس القليل جدًا من ضوء الشمس وتصل درجات الحرارة إلى 250 درجة فهرنهايت في غضون ساعات قليلة. عندما تغرب الشمس بعد أسبوعين تقريبًا ، تنخفض درجات الحرارة بنفس السرعة ، لتصل إلى درجات حرارة دون الصفر في غضون ساعات قليلة جدًا (في الواقع يمكن أن يحدث هذا حتى أثناء خسوف القمر ، عندما يمر القمر عبر ظل الأرض ، مما يؤدي إلى قطع ضوء الشمس). عندما تنخفض درجة الحرارة ، يتم إشعاع الحرارة بشكل أبطأ ، لذلك يستغرق الأمر أكثر من يوم للوصول إلى درجة حرارة 200 فهرنهايت تحت الصفر ، وأسبوع أو نحو ذلك للوصول إلى -250 درجة فهرنهايت. إذا استمر الليل لعدة أشهر ، كما هو الحال في عطارد ، فسوف تنخفض درجات الحرارة ببطء أكثر (على عطارد ، تصل درجة الحرارة إلى -350 درجة فهرنهايت قبل شروق الشمس) ، وإذا استمرت لسنوات ، فقد تنخفض درجات الحرارة في النهاية إلى عدد قليل. درجات فوق الصفر المطلق (فوق -450 درجة فهرنهايت). في بلوتو ، حيث يستمر الشتاء لنصف الفترة المدارية البالغة 250 عامًا تقريبًا ، تنخفض درجات الحرارة بلا شك إلى هذه القيم المنخفضة.
على الأرض والكواكب الأخرى ذات الغلاف الجوي ، ما يسمى غازات الاحتباس الحراري يمكن أن يحبس جزءًا من الحرارة التي يشعها السطح ، مما يبقي السطح أكثر دفئًا. لا يوجد شيء مميز بخصوص غازات الاحتباس الحراري. يمكن لجميع الغازات إلى حد ما منع الأشعة تحت الحمراء من سطح الكوكب. إن بعض الغازات ، خاصة تلك المصنوعة من جزيئات متعددة الذرات أو جزيئات متعددة الذرات ، أفضل في منع هذا الإشعاع من الغازات الأخرى ، مثل الجزيئات ثنائية الذرة من النيتروجين والأكسجين التي تشكل الجزء الأكبر من غلافنا الجوي. نظرًا لأن معظم الغازات في غلافنا الجوي ليست جيدة بشكل خاص في منع الأشعة تحت الحمراء ، فإن الغازات النادرة التي تكون جيدة في ذلك تبدو خاصة ، لكنها في الواقع شائعة جدًا. في الواقع ، يعد بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ، وهما غازات الدفيئة الأولية على الأرض ، والمريخ والزهرة ، من بين الجزيئات الأكثر شيوعًا في الكون. (ملحوظة: إن الطريقة التي تحبس بها غازات الدفيئة الحرارة ليست هي نفسها التي تعمل بها الصوبات الزراعية. تقوم الصوبات الزراعية بمعظم عملها من خلال منع الرياح الليلية من إبعاد الهواء الدافئ المحتجز بداخلها أثناء النهار. ومع ذلك ، منذ الأساسيات الغرض من الدفيئة هو الحفاظ على الدفء من الداخل ، وتسمى الغازات التي تحافظ على دفء الكوكب بغازات الاحتباس الحراري.)
لا تحتوي الأرض على الكثير من ثاني أكسيد الكربون في غلافها الجوي (حوالي 1/30 من 1 في المائة فقط) ، لذلك على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون يساهم في تأثير الاحتباس الحراري ، فإن أهم غازات الدفيئة لدينا هو بخار الماء. إذا كنت تعيش بالقرب من المحيط أو في مناخ رطب ، فإنه يبرد في الليل بدرجة أقل مما إذا كنت تعيش في منطقة جافة ، مثل الصحراء. على وجه الخصوص ، في فصل الشتاء ، إذا كان من المتوقع أن تصبح درجات الحرارة باردة بشكل خاص ، فسوف تسمع عن قلق المزارعين بشأن التبريد الإشعاعي إذا كان الليل سيكون صافياً (بحيث يمكن إشعاع الحرارة في الفضاء) ، لكنك لن تسمع عن ذلك إذا كان الليل سيكون غائما (بحيث يتم حجب الحرارة بواسطة بخار الماء في السحب ، مما يجعل الأشياء أكثر دفئا). هذا له تأثير مؤسف أنه خلال فصل الشتاء ، تكون الليالي الأكثر وضوحًا ، عندما ترغب في النظر إلى النجوم ، أكثر برودة بكثير من الليالي الغائمة ، عندما لا يمكنك القيام بذلك. (كان من المتوقع تقليديًا أن يتجمع علماء الفلك ويتحملون البرد ، بدلاً من القلق بشأنه. في مرصد يركيس ، بالقرب من جرين باي ، ويسكونسن ، ستستمر الملاحظات حتى في أكثر الليالي برودة ، إذا كان واضحًا ، حتى تنخفض درجات الحرارة إلى درجة منخفضة جدًا لدرجة أن بدأت الشحوم المستخدمة لتليين حامل التلسكوب في التجمد. وقبل ذلك بوقت طويل ، كان المراقبون مجمدين أيضًا. ولكن في الوقت الحاضر ، مع أدوات التحكم في التلسكوب المحوسبة ، يمكنك الجلوس في غرفة دافئة لطيفة ودافئة على جانب واحد من الأرض أثناء التحكم في يعمل التلسكوب في درجات حرارة دون الصفر على بعض قمم الجبال البعيدة ، وفقط طاقم الدعم الذي يتعين عليه التأكد من استمرار التلسكوب في العمل يجب أن يقلق بشأن التجمد.)
على الرغم من أن بخار الماء هو أهم غازات الدفيئة لدينا ، فإن حقيقة وجود آخرين تعني أن الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء التي لا يحجبها بخار الماء يمكن أن تحجبها غازات الدفيئة الأخرى ، مما يجعل درجات الحرارة أكثر دفئًا مما لو كان لديك نوع واحد فقط من الدفيئة غاز. على سبيل المثال ، يحتوي المريخ على كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في غلافه الجوي. على الرغم من أن سماكة الغلاف الجوي للكوكب تبلغ 1٪ فقط مثل غلافنا الجوي ، إلا أنه يتكون بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون ، لذلك يوجد حوالي 30 ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في الغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك ، على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون يقوم بعمل جيد في منع الأطوال الموجية التي يمكن أن يحجبها ، إلا أنه لا يمكنه حجب جميع الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء ، ولا يوجد الكثير في طريق غازات الاحتباس الحراري الأخرى على المريخ. بخار الماء ، على وجه الخصوص ، نادر نسبيًا ، حيث يقابل فقط جزء من المليون من البوصة أو نحو ذلك من السائل ، حتى في الأماكن التي تكون فيها الرطوبة النسبية قريبة من 100٪ ، لأن درجة الحرارة المنخفضة والكثافة المنخفضة للغلاف الجوي لا تسمح بذلك. لاحتواء الكثير من بخار الماء. إذا كان هناك أي كمية كبيرة فإنها ستتبلور على شكل رقاقات ثلجية وتسقط على الأرض. نتيجة لذلك ، على الرغم من أن درجات الحرارة على سطح المريخ لا تنخفض بسرعة مثل تلك الموجودة على القمر ، إلا أنها تنخفض بشكل كبير ، ومتوسط ​​درجات الحرارة في الليل أقل بحوالي 100 درجة فهرنهايت من درجات الحرارة أثناء النهار.
مرة أخرى نأتي إلى كوكب الزهرة ، ومرة ​​أخرى نواجه تأثيرات غير عادية بسبب غلافه الجوي السميك. مع وجود هواء أكبر بمئة مرة من الأرض وتقريباً كله من ثاني أكسيد الكربون ، فإن كوكب الزهرة يحتوي على ثلاثمائة ألف مرة من ثاني أكسيد الكربون مثل الأرض ، وعلى الرغم من أن السحب تتكون أساسًا من حمض الكبريتيك المدخن ، إلا أنها تحتوي على ما يكفي من بخار الماء للمساعدة في منع حرارة الكوكب كذلك. نتيجة لذلك ، على الرغم من صعوبة وصول ضوء الشمس إلى سطح الكوكب (تنعكس الغيوم ثلثيها بعيدًا) ، إلا أنه يصعب على حرارة الأشعة تحت الحمراء للسطح الهروب إلى الفضاء. يؤدي هذا إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب حتى يتمكن الإشعاع الإضافي الناتج عن حرارته الزائدة من موازنة الانسداد الإضافي للحرارة بفعل غازات الاحتباس الحراري ، وما ينجو منه هو ما كان يمكن أن يفلت إذا لم يكن هناك غلاف جوي يحجبه. إن انسداد الحرارة بواسطة غازات الدفيئة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة فعال للغاية بحيث لا يتمكن سوى حوالي 1 ٪ من الحرارة التي يشعها الكوكب من الهروب. هذا أقل من 20 مرة من نسبة ضوء الشمس الذي يصل إلى السطح ويتم امتصاصه ، ويجب أن يسخن الكوكب ما يقرب من ثلاثة أضعاف درجة الحرارة التي نتوقعها ، أو أكثر من 900 درجة فهرنهايت ، أو أكثر من 1400 فهرنهايت. above فوق الصفر المطلق ، وهو أكثر سخونة من عطارد على الإطلاق ، حتى عندما يكون عطارد في الحضيض ويتلقى ما يقرب من خمسة أضعاف ضوء الشمس لكل قدم مربع مثل سقوطه على الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.

هل يمكن أن يكون لدينا تأثير الاحتباس الحراري الجامح على الأرض؟
نظرًا لأن تأثير الاحتباس الحراري على كوكب الزهرة شديد جدًا ، يشار إليه باسم a تأثير الاحتباس الحراري الجامح. وغني عن القول إن علماء البيئة قلقون بشأن ما إذا كان مثل هذا الشيء يمكن أن يحدث على الأرض. إذا تمكنا بطريقة ما من زيادة كمية غازات الدفيئة في غلافنا الجوي ، فهل يمكننا الوصول إلى نقطة تزداد فيها درجة حرارة الأرض بشكل كبير ، مما يؤدي إلى غليان محيطاتنا وإنهاء جميع أشكال الحياة على الأرض؟ بكلمة نعم. ومع ذلك ، للقيام بذلك ، يجب أن نعمل بجد جدًا لإلغاء شيء حدث منذ عدة مليارات من السنين ، عندما كانت الأرض صغيرة نسبيًا وكان غلافها الجوي مختلفًا تمامًا عن الآن.
في ذلك الوقت ، كان الغلاف الجوي للأرض يشبه إلى حد كبير غلاف كوكب الزهرة - أكثر سمكًا بمئة مرة من غلافنا الجوي الحالي ، وكان مصنوعًا بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون - وكانت درجات الحرارة على الأرض بضع مئات من الدرجات فوق الصفر فهرنهايت . ومع ذلك ، لم يكن لدينا درجات حرارة قصوى مثل كوكب الزهرة حاليًا ، وذلك لسببين: (1) نحن بعيدون عن الشمس ، لذلك ستكون درجات الحرارة أكثر برودة قليلاً حتى مع وجود جو مماثل. (2) عندما كان لدينا جو من كوكب الزهرة ، كانت الشمس أضعف قليلاً مما هي عليه الآن. ولأن الأرض لم تكن حارة مثل كوكب الزهرة ، حدث شيء مختلف تمامًا عما حدث لكوكب الزهرة.
على كوكب الزهرة ، تسببت درجات الحرارة القصوى في غليان محيطاته في الغلاف الجوي (أو منع بخار الماء من التكثف لتشكيل المحيطات في المقام الأول). كانت كل مياه كوكب الزهرة موجودة في غلافه الجوي ، وتعرضت للأشعة فوق البنفسجية من الشمس التي كانت تفصلها باستمرار إلى هيدروجين وأكسجين. يتحد الأكسجين مع الصخور السطحية ، بينما يتسرب الهيدروجين إلى الفضاء. على مدار فترة من الزمن ، فقدت كل مركبات الهيدروجين الموجودة في الغلاف الجوي ، وبما أن كل مياهه كانت موجودة في الغلاف الجوي ، فلم يتبق منها سوى القليل ، باستثناء الآثار المقيدة في السحب الكبريتية التي تحجب سطحه.
نظرًا لأن الأرض كانت بعيدة عن الشمس وأبرد من كوكب الزهرة ، على الرغم من أنها كانت أكثر سخونة من كوكب الزهرة تيار درجة غليان الماء (212 درجة فهرنهايت) ، لم يكن ليكون أكثر سخونة من درجة حرارة غليان الماء (أعلى بكثير) تحت ظروف الضغط العالي التي كانت موجودة بعد ذلك على سطح الأرض. ونتيجة لذلك ، تطورت الأرض وما زالت تحتفظ بمحيطات من المياه السائلة. أدت هذه المحيطات إلى إذابة ثاني أكسيد الكربون تدريجيًا ، وتحويله إلى حمض الكربونيك (حمض خفيف موجود في جميع مياه الصودا ، بنكهة أو غير ذلك) ، كما أدت التفاعلات الكيميائية بين حمض الكربونيك وأكاسيد المعادن التي تمت إزالتها من القارات عن طريق التجوية والتعرية إلى تحويل الكربون الموجود في الغلاف الجوي. ثاني أكسيد في صخور كربونية غير قابلة للذوبان مثل الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) ، سيديريت (كربونات الحديد) والدولوميت (كربونات المغنيسيوم). هناك سلاسل جبلية كاملة مصنوعة من هذه الصخور الكربونية ، وكمية ثاني أكسيد الكربون المحبوسة فيها تعادل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة. إذا قمنا بتسخين هذه الصخور إلى حوالي ألف درجة (أو "تحميصها") ، فيمكننا إعادة ثاني أكسيد الكربون إلى شكله الغازي ، وإعادة تكوين الغلاف الجوي السابق للأرض ، والتسبب في العودة إلى الظروف شديدة الحرارة. في الواقع ، نظرًا لأن الشمس الآن أكثر سطوعًا قليلاً ، فقد نغلي المحيطات ، ونمنع إزالة ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى. لحسن الحظ ، فإن الوقت والجهد والنفقات المتضمنة في القيام بمثل هذا الشيء سيجعله غير عملي تمامًا ، لكنه ممكن نظريًا على الأقل.

الاحتباس الحراري "الجدل"
على الرغم من أننا لا داعي للقلق بشأن تأثير الاحتباس الحراري الجامح ، فربما يجب أن نقلق بشأن التأثيرات الأصغر ، مثل الاحترار الناجم عن الزيادة التدريجية في كمية ثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي على مدى مئات السنين القليلة الماضية ، وكلما كان ذلك أسرع. التي حدثت في القرن الماضي ، وستستمر بالتأكيد ما لم تحدث تغييرات جذرية وغير مرجحة للغاية في استخدامنا للوقود الأحفوري.
حتى وقت قريب كان هناك إنكار كبير لواقع هذا الاتجاه الاحتراري ، ناهيك عن المساهمات البشرية فيه ، لأن (1) هناك عدد من العوامل الطبيعية التي تساهم فيه ، والتي طغت أهميتها على الآثار البشرية حتى العقود الأخيرة ، (2) القياس من الصعوبة بمكان بسبب التغييرات في التقنيات المستخدمة لقياس درجة الحرارة ، و (3) الفصائل الاقتصادية والسياسية التي شعرت بالتهديد من التغييرات المطلوبة لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، رفضت بشكل فعال آثار نشاطها الجدل "، مما يعني أنه ربما لا يوجد ما يدعو للقلق ، على عكس" تأثير الاحتباس الحراري "، الذي يشير إلى أن هناك بالفعل ما يدعو للقلق).
(1) حول "العوامل الطبيعية": منذ ما يزيد قليلاً عن عشرة آلاف عام كنا في عصر جليدي ، والآن نحن لسنا كذلك ، لذا فإن الأمور بالطبع أكثر دفئًا مما كانت عليه من قبل. ولكن كانت هناك فترات من درجات الحرارة المنخفضة التي تحدت الاتجاه العام للاحترار. قبل قرن ونصف ، كان الجو أكثر برودة بكثير مما كان عليه في القرون السابقة ، وكان العلماء أكثر اهتمامًا بالتبريد العالمي من الاحتباس الحراري. في الفترة من 1000 إلى حوالي 1400 بعد الميلاد ، كان نصف الكرة الشمالي دافئًا نسبيًا ، مما سمح لمستوطنات الفايكنج بالازدهار في جرينلاند وأيسلندا. ثم بدأت الأرض في البرودة ، بسبب الانخفاض التدريجي في دورة النشاط الشمسي التي وصلت إلى الحضيض خلال الحد الأدنى من Maunder ، في أواخر القرن السابع عشر وأوائل القرن الثامن عشر الميلادي. مع تبريد الأرض ، دمرت مستوطنات الفايكنج ، وتقدمت الأنهار الجليدية في جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي. ثم عادت الشمس إلى النشاط مرة أخرى ، وبدأت درجات الحرارة في الارتفاع. خلال القرن الماضي ، كانت الشمس لا تزال أكثر نشاطًا وزادت درجات الحرارة بشكل أكبر ، وحتى وقت قريب كان معظم ارتفاع درجة حرارة الأرض بسبب هذا التأثير الفلكي.
(2) حول "عدم اليقين في القياس": حتى وقت قريب كان من الصعب للغاية التأكد من مدى ارتفاع درجة حرارة الأرض على مدار القرن الماضي. حدثت تغيرات في طريقة تسجيل درجات الحرارة في البحر مما يجعل المقارنات بين القياسات القديمة لدرجة حرارة البحر وقياسات درجة حرارة البحر الحديثة غير مؤكدة ، وهناك ظاهرة معروفة على اليابسة تسمى تأثير الجزر الحرارية الحضرية والتي تسبب أخطاء أيضًا. . في المدن الحديثة ، تجعل الكميات الكبيرة من الطرق المعبدة والمباني الحجرية والمعدنية ، واستخدام الكهرباء والمركبات ، المناطق الحضرية أكثر دفئًا بعدة درجات من الضواحي المجاورة أو المناطق الريفية. ومع الزيادة السريعة في عدد السكان على مدى القرون القليلة الماضية ، أصبحت العديد من الأماكن التي كانت في السابق مناطق ريفية نسبيًا الآن أكثر اكتظاظًا بالسكان ، مما أدى إلى حدوث تغيير جوهري في قراءات درجة الحرارة الأساسية ، مما يحجب التغيرات التي يسببها الاحترار العام.
(3) حالة من الإنكار: بسبب هذه المشكلات ، كان من الصعب جدًا حتى وقت قريب تحديد مدى ارتفاع درجة حرارة الأرض على مدار القرن الماضي ، أو مقدار هذا الاحترار الذي كان بسبب التأثيرات الطبيعية ، ومقدار ذلك. للنشاط البشري. لم يكن هناك شك في أن هناك بعض التأثير بسبب النشاط البشري ، ولكن في غياب البيانات "الصعبة" ، كان هناك بطبيعة الحال أولئك الذين فضلوا الإنكار الشديد على الواقع المؤلم. (وبالطبع حتى مع توفر بيانات أفضل ، فمن المؤكد أن هناك من يفضل الإنكار الشديد لأي اعتراف بالذات أو الوهم العام ، بنفس الطريقة التي أنكرت بها شركات التبغ بشدة أن منتجها كان ضارًا لعدة عقود بعد أن علم أي شخص لديه أي شعور بأنه يكذب).

وماذا عن المستقبل؟
إن توقع المستقبل أقل تأكيدًا من تقييم الماضي ، لأننا لا نستطيع التأكد من عدد من العوامل. ما مقدار ثاني أكسيد الكربون الذي سنضخه في الغلاف الجوي؟ بالتأكيد أكثر بكثير مما ينبغي ، لكن الكمية الدقيقة وتأثيرها يعتمدان على الظروف الاقتصادية (عندما يكون الأشخاص الطيبون يولدون ثاني أكسيد الكربون أكثر من الأوقات السيئة) ، يزداد عدد السكان (المزيد من الناس يفعلون نفس الشيء يعني المزيد من ثاني أكسيد الكربون) ، والتغييرات في التكنولوجيا (السيارات الأكثر كفاءة ، والإضاءة وتكييف الهواء قد تقلل من استخدام الوقود الأحفوري أو على الأقل تبطئ من معدل زيادته) ، والتغيرات في السلوك الثقافي. لا يمكن التنبؤ بأي منها على وجه اليقين ، لذا فإن تقديرات كمية ثاني أكسيد الكربون التي سيتم إلقاؤها في الغلاف الجوي خلال القرن المقبل تختلف بمقدار خمسة أضعاف. من الصعب أيضًا تحديد ما سيحدث لثاني أكسيد الكربون بمجرد وضعه في الغلاف الجوي. سوف تمتص النباتات بعضها ، مما يساعدها على النمو ، وبعضها ستمتصه التربة والكائنات الحية في التربة ، والبعض ستمتصه المحيطات. يمكن إجراء تقديرات حول كيفية عمل هذه العوامل المختلفة ، ولكن حسابات "امتصاص" ثاني أكسيد الكربون المتوقع يمكن أن تختلف عن الملاحظات بمقدار عامل اثنين. وحتى لو عرفنا بالضبط مقدار ثاني أكسيد الكربون الذي سيكون موجودًا في الغلاف الجوي في المستقبل ، فإن التنبؤ بالضبط بكيفية تأثيره على درجة حرارة الأرض أمر صعب للغاية. تختلف التغيرات في درجات الحرارة عند خطوط العرض المختلفة ، حيث تكون أكثر تطرفًا بالقرب من القطبين وأقل حدًا بالقرب من خط الاستواء ، والتغيرات في أنماط الطقس أكثر تغيرًا حتى الآن ، مما يتسبب في طقس أكثر دفئًا وجفافًا في بعض المناطق ، وطقس أكثر برودة ورطوبة في مناطق أخرى ، حتى في نفس خط العرض. لذلك كل ما يمكننا التأكد منه هو أنه سيكون هناك تغيير ، وبالنظر إلى ميلنا إلى التفكير في الظروف الحالية على أنها "طبيعية" ، فإن الكثير من هذا التغيير سيشعر بأنه غير طبيعي وغير سار.
إلى أي مدى يعتمد البغيض على قوة وامتياز المتأثرين. في بنجلاديش والمناطق الساحلية الموبوءة بالفقر المماثلة ، سيكون القرن القادم غير سار للغاية. مع ارتفاع مستوى سطح البحر ربما من متر إلى ثلاثة أقدام ، سيرى ما يزيد عن خمسين مليون شخص منازلهم وسبل عيشهم تختفي. في القطب الشمالي ، قد تنقرض كائنات مثل الدببة القطبية ، التي تعتمد على الجليد البحري في وجودها ، مع اختفاء هذا الجليد البحري. ولكن على الشواطئ في ماليبو ، من المرجح أن تؤدي التغيرات في مستوى سطح البحر إلى مقاومة آثار تلك التغيرات أكثر من أي تراجع إلى مناطق اليابسة ، أو أي التخلي عن أنماط الحياة التي ساعدت في التسبب في ارتفاع مستوى سطح البحر.
وتجدر الإشارة إلى أن التغير في مستوى سطح البحر المذكور أعلاه ضئيل مقارنة بما سيحدث إذا استمرت درجات الحرارة في الارتفاع لعدة قرون. قد يتسبب ذلك في عودة الظروف "المتوسطة" خلال مئات الملايين من السنين الماضية - إنهاء عصر الجليد الذي سيطر على الأرض خلال المليوني سنة الماضية - وارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار مائة أو مائتي قدم ، مما يتسبب في تهجير مليارات البشر ، وربما إنهاء الحضارة كما نعرفها. لكن مرة أخرى ، تعتمد أهمية هذه التأثيرات على وجهة نظرك. من وجهة نظرنا ، ستكون مثل هذه التغييرات كارثية ولكن بالنسبة للحياة بشكل عام ، من المحتمل أن تؤدي العودة إلى ظروف العصر القديم إلى تنوع أكبر بكثير في أشكال الحياة مماثلة لتلك التي حدثت في الظروف الأكثر استوائية لعصر الديناصورات. وعلى الرغم من أن أحفادنا قد يحزنون على فقدان أهميتهم ، فإن تلك المخلوقات التي حلت محل الإنسان ستشعر على الأرجح بأن التغيير قد فقد القليل.

ماذا يا قلقة؟
إذن ما الذي يجب أن نفهمه مما نسمعه في الأخبار ، وماذا يجب أن نفعل حيال ذلك؟ نحن الآن على يقين من أن تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض قد زادت وستستمر في الزيادة ، باستثناء التغييرات التي لا يمكن تصورها في أنماط حياتنا. ونتيجة لذلك ، ستكون هناك زيادات في درجات الحرارة بكمية غير مؤكدة ، وتغيرات في الطقس ذات طبيعة ومدى غير مؤكد. ستتغير الحياة كما نعرفها إلى حد أكبر أو أقل ، اعتمادًا على المكان الذي نعيش فيه ، لكنها ستكون أكثر من أي وقت مضى لبضعة عقود وأقل شبيهة الآن من عدمها في القرون التالية. سوف يتراجع الجليد القاري والبحري ويختفي ، وسترتفع مستويات سطح البحر طوال حياتنا وأعمار أحفادنا. ولا يوجد ما يمكننا فعله لمنع ذلك تمامًا. السؤال هو ، هل يمكننا فعل أي شيء لتقليل هذه التأثيرات وربما عكسها في النهاية؟
إن "تأثير الاحتباس الحراري" حقيقي ، ويثير قلق الكثير من الناس. إنه ليس مقلقًا تمامًا مثل خطر الحرب العالمية والإبادة النووية أو البيولوجية ، والتي يمكن أن تنهي الحياة على الأرض في غضون أسابيع قليلة ، وربما في غضون العقد المقبل أو نحو ذلك. ولكن إذا كنت قلقًا بشأن المستقبل الذي يواجهه أبناؤك وأحفادك ، فربما يكون من الأفضل أن تفعل ما بوسعك لاستخدام طاقة أقل ، وإقناع ممثليك بالتصويت على التدابير التي من شأنها أن تسهل عليك استخدام أقل. الطاقة ، بدلاً من البحث عن طرق لحرق المزيد والمزيد من الوقود الأحفوري بمعدل أسرع وأسرع. أو إذا كان فعل أي شيء يبدو مؤلمًا للغاية ، فلا يمكنك فعل أي شيء. بالنسبة للعديد من أشكال الحياة ، مثل البعوض والديدان الألفية والتماسيح والصراصير والعفن والعفن الفطري ، فإن الأرض الأكثر دفئًا ورطوبة ستكون رائعة. يعتمد الأمر فقط على من أو ما تريد أن ترث الأرض.


أظهرت دراسة أنه بالنسبة للكوكب الأكثر سخونة ، هو انهيار كبير

في الجو الحارق لكوكب خارج المجموعة الشمسية KELT-9b ، حتى الجزيئات ممزقة إلى أشلاء.

عمالقة الغاز الضخمة المسماة "كواكب المشترى الساخنة" - الكواكب التي تدور بالقرب من نجومها بحيث لا يمكنها الحفاظ على الحياة - هي بعض من أغرب العوالم الموجودة خارج نظامنا الشمسي. تظهر الملاحظات الجديدة أن أكثرها سخونة لا يزال غريبًا ، وعرضة للانهيارات الشديدة على مستوى الكوكب لدرجة أنها تمزق الجزيئات التي يتكون منها غلافها الجوي.

يُطلق على هذا الكوكب اسم KELT-9b ، وهو كوكب المشتري شديد الحرارة ، وهو واحد من عدة أنواع من الكواكب الخارجية - الكواكب حول النجوم الأخرى - الموجودة في مجرتنا. يزن ما يقرب من ثلاثة أضعاف كتلة كوكب المشتري الخاص بنا ويدور حول نجم على بعد حوالي 670 سنة ضوئية. مع درجة حرارة سطح تبلغ 7800 درجة فهرنهايت (4300 درجة مئوية) - وهي أكثر سخونة من بعض النجوم - هذا الكوكب هو الأكثر حرارة تم اكتشافه حتى الآن.

الآن ، وجد فريق من علماء الفلك باستخدام تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا دليلًا على أن الحرارة مرتفعة جدًا حتى بالنسبة للجزيئات كي تظل سليمة. من المحتمل أن تنفصل جزيئات غاز الهيدروجين عن بعضها خلال فترة النهار من KELT-9b ، غير قادرة على إعادة التكوين حتى تتدفق ذراتها المفككة حول الجانب الليلي للكوكب.

على الرغم من أنها لا تزال شديدة الحرارة ، إلا أن التبريد الطفيف للجانب الليلي يكفي للسماح لجزيئات غاز الهيدروجين بالتعافي — أي حتى تتدفق مرة أخرى إلى جانب النهار ، حيث يتمزقها مرة أخرى.

قالت ميغان مانسفيلد ، طالبة الدراسات العليا في جامعة شيكاغو والمؤلفة الرئيسية لورقة بحثية جديدة تكشف عن هذه النتائج: "هذا النوع من الكواكب شديدة للغاية في درجة الحرارة ، وهو منفصل قليلاً عن الكثير من الكواكب الخارجية الأخرى". "هناك بعض كواكب كواكب المشترى الحارة الأخرى وكواكب المشترى شديدة الحرارة التي ليست بنفس درجة الحرارة ولكنها لا تزال دافئة بدرجة كافية بحيث يحدث هذا التأثير."

النتائج المنشورة في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية، عرض التطور المتزايد للتكنولوجيا والتحليل اللازمين لاستكشاف هذه العوالم البعيدة جدًا. لقد بدأ العلم للتو في النظر إلى أجواء الكواكب الخارجية ، وفحص الانهيارات الجزيئية لأشدها حرارةً وأكثرها سطوعًا.

سيبقى KELT-9b مصنفًا بقوة بين العوالم غير الصالحة للسكن. أصبح الفلكيون على دراية ببيئتها العدائية للغاية في عام 2017 ، عندما تم اكتشافها لأول مرة باستخدام نظام Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT) - جهد مشترك يتضمن ملاحظات من تلسكوبين آليين ، أحدهما في جنوب أريزونا والآخر في جنوب إفريقيا.

في دراسة مجلة Astrophysical Journal Letters ، استخدم الفريق العلمي تلسكوب Spitzer الفضائي لتحليل ملامح درجة الحرارة من هذا العملاق الجهنمي. يمكن لسبيتزر ، الذي يقوم برصد الأشعة تحت الحمراء ، قياس الاختلافات الطفيفة في الحرارة. تتكرر هذه الملاحظات على مدار ساعات عديدة ، مما يسمح لسبيتزر بالتقاط التغييرات في الغلاف الجوي بينما يظهر الكوكب على مراحل أثناء دورانه حول النجم. تتدحرج أنصاف مختلفة من الكوكب أثناء دورانه حول نجمه.

سمح ذلك للفريق بإلقاء نظرة خاطفة على الفرق بين يوم KELT-9b و "ليلته". في هذه الحالة ، يدور الكوكب حول نجمه بإحكام لدرجة أن "سنة" - مرة واحدة حول النجم - تستغرق يومًا ونصف فقط. هذا يعني أن الكوكب مقفل تدريجيًا ، مما يعرض وجهًا واحدًا لنجمه في كل الأوقات (حيث يمثل القمر وجهًا واحدًا فقط للأرض). على الجانب البعيد من KELT-9b ، يستمر الليل إلى الأبد.

لكن الغازات والحرارة تتدفق من جانب إلى آخر. السؤال الكبير للباحثين الذين يحاولون فهم الغلاف الجوي للكواكب الخارجية هو كيف يتوازن الإشعاع والتدفق مع بعضهما البعض.

نماذج الكمبيوتر هي أدوات رئيسية في مثل هذه التحقيقات ، حيث توضح كيف من المحتمل أن تتصرف هذه الأجواء في درجات حرارة مختلفة. كان الأنسب للبيانات المأخوذة من KELT-9b هو النموذج الذي تضمن جزيئات الهيدروجين التي يتم تمزيقها وإعادة تجميعها ، وهي عملية تُعرف باسم التفكك وإعادة التركيب.

قال مانسفيلد: "إذا لم تأخذ في الحسبان تفكك الهيدروجين ، فستحصل على رياح سريعة تبلغ [37 ميلاً أو 60 كيلومترًا في الثانية]". "ربما هذا غير مرجح".

تبين أن KELT-9b ليس له اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين النهار والليل ، مما يشير إلى تدفق الحرارة من واحد إلى الآخر. و "البقعة الساخنة" على جانب النهار ، والتي من المفترض أن تكون مباشرة تحت نجم هذا الكوكب ، تم إبعادها عن موقعها المتوقع. لا يعرف العلماء لماذا - هناك لغز آخر يتعين حله على هذا الكوكب الغريب الحار.


تأثير فقدان الغلاف الجوي للمشتري الحار / الدافئ على الكواكب الأخرى - علم الفلك

1. تعكس السحب حرارة الشمس بعيدًا عن الكوكب
إذا لم يكن للكوكب غلاف جوي ، فإن كل ضوء الشمس الذي يضربه يصل إلى السطح ، وعادة ما يتم امتصاص 90٪ أو أكثر منه وينعكس 10٪ أو أقل مرة أخرى في الفضاء. ومع ذلك ، إذا كان للكوكب غلاف جوي ، وخاصةً غلاف جوي سميك مليء بالغيوم ، فسوف ينعكس جزء من ضوء الشمس في الفضاء قبل حتى الوصول إلى السطح. يشار إلى النسبة المئوية للضوء المنعكس على كوكب ما باسمه البياض، وطرح ذلك من 100٪ يخبرنا عن مقدار الطاقة التي يمتصها الكوكب ويسخنها.
كمثال على كيفية عمل ذلك ، فإن الأرض والقمر هما نفس المسافة من الشمس (بدقة 1/4٪) ولهما نفس القدر من ضوء الشمس الساقط عليهما ، لكن القمر يعكس فقط حوالي 10٪ من ضوء الشمس الذي يستقبل ويمتص حوالي 90٪ منه ، بينما الأرض ، بسبب غطاءها السحابي الواسع ، تعكس حوالي 30٪ من ضوء الشمس الذي تستقبله وتمتصه فقط حوالي 70٪. تختلف قيم درجة حرارة القمر لأن المرتفعات أفتح وتعكس مزيدًا من الضوء والماريا أغمق وتعكس ضوءًا أقل وتختلف قيم الأرض وفقًا للتضاريس التي تؤثر على الطقس المحلي ، ولكن هذه القيم المتوسطة كافية لإجراء مقارنة عامة . نتيجة للاختلاف في الامتصاص ، لا تتلقى الأرض سوى حوالي ثلثي كمية ضوء الشمس خلال النهار مثل القمر ، ويصبح القمر أكثر سخونة ، حيث تصل درجات الحرارة إلى أكثر من 250 درجة فهرنهايت ، والتي تزيد عن 150 درجة فهرنهايت. من درجات حرارة الأرض العادية.
ومع ذلك ، فإن الغيوم ليست العامل الوحيد الذي يحدد درجة حرارة الكوكب ، كما يمكنك معرفة ذلك من خلال النظر في حالة كوكب الزهرة ، الذي يحتوي على بياض 65٪ ، أي أنه يمتص فقط 35٪ من ضوء الشمس الذي يسقط عليه ، وهو فقط نصف ما تمتصه الأرض. إذا كان من الممكن تجاهل جميع العوامل الأخرى ، فإن هذا الاختلاف في امتصاص الحرارة سيعوض تمامًا حقيقة أن كوكب الزهرة يبعد 70٪ فقط عن الشمس كما نحن ، وأن الأرض والزهرة سيكون لهما درجات حرارة سطحية متشابهة وحتى أوائل السبعينيات ، كان يُفترض أن درجات حرارة كوكب الزهرة لم تكن أعلى بكثير من درجات حرارة الأرض. في تلك الحقبة وما قبلها ، كان يُعتقد عمومًا أن الظروف السطحية على كوكب الزهرة كانت مماثلة لتلك الموجودة في الصحراء (حار وجاف) ، أو حوض الأمازون (حار ورطب). كما اتضح ، كما تمت مناقشته في إطار غازات الاحتباس الحراري أدناه ، فإن كوكب الزهرة أكثر دفئًا من الأرض بأكثر من 800 درجة مئوية ، لذا فإن النظر إلى البياض فقط لا يخبرك بالقصة كاملة. ومع ذلك ، فهو الجزء الأول من اللغز ، وهو بالنسبة لمعظم الكواكب عاملاً مهمًا جدًا في تحديد درجة حرارتها.

2. الرياح تقوم بتوزيع الحرارة من الأماكن الحارة إلى الأماكن الباردة
تمثل الرياح في غلافنا الجوي محركًا حراريًا عملاقًا مدفوعًا بحرارة الشمس. إنها تحمل الحرارة من خط الاستواء نحو القطبين ، ومن الجانب النهاري للكوكب إلى الجانب الليلي (بالطبع يساعد دوراننا أيضًا في ذلك) ، وتساعد في تخفيف الاختلافات في الحرارة بين خط الاستواء والقطب ، وبين جوانب النهار والليل من الكوكب. (لمزيد من المعلومات حول هذا التوزيع ، يرجى الرجوع إلى الجزء الأخير من مناقشة تأثير كوريوليس.)
تعتمد كفاءة هذه الرياح في تدوير الحرارة على مدى سماكة الغلاف الجوي. على القمر ، بدون هواء ، لا يوجد بالطبع مثل هذا التأثير ، وتتراوح درجات الحرارة من القيم العالية جدًا على جانب النهار إلى القيم المنخفضة جدًا في الجانب الليلي ، مع عدم وجود طريقة لتلطيفها. على كوكب المريخ ، مع الغلاف الجوي الرقيق ، فإن الاختلاف في درجات الحرارة بين الأماكن الأكثر سخونة والأكثر برودة يخلق اختلافات في الضغط تؤدي إلى رياح سريعة نسبيًا. إذا كان الغلاف الجوي أكثر ثخانة ، فقد يكون قادرًا على ضبط درجة الحرارة بشكل كبير ، ولكن نظرًا لأن سماكة الهواء تبلغ حوالي 1 ٪ فقط مثلنا ، فلن يكون قادرًا على القيام بعمل جيد جدًا في المساء خارج الفروق في درجات الحرارة ، وهم تظل كبيرة جدًا ، على الرغم من أنها ليست كبيرة مثل القمر. على الأرض ، مع الغلاف الجوي السميك ، تقل الاختلافات في درجات الحرارة إلى حد كبير. هذا يقلل من اختلافات الضغط ، والتي يمكن أن تتجاوز 50٪ على سطح المريخ ، ولكن نادرًا ما تتجاوز 5٪ على الأرض ، لذلك تكون سرعات الرياح على الأرض عمومًا أبطأ منها على المريخ ، ولكن نظرًا لأن الغلاف الجوي أكثر سمكًا ، لا يزال قادرًا على إحداث تخفيضات كبيرة في درجات الحرارة القصوى.
الزهرة مرة أخرى ، مثال على نسخة متطرفة نسبيًا من هذا التأثير. نظرًا لأن غلافه الجوي أكثر سمكًا بمئة مرة من غلافنا الجوي ، فإنه يقوم بعمل جيد جدًا في نقل الحرارة من مكان إلى آخر ، حتى عند سرعات الرياح المنخفضة نسبيًا ، بحيث على الرغم من طول الليل نسبيًا (حوالي شهرين أرضيين) ، وارتفاعه الشديد درجات الحرارة (مما يعني أنه حتى اختلاف النسبة المئوية الصغيرة في درجة الحرارة يمكن أن يكون فرقًا كبيرًا في العدد الفعلي للدرجات) ، فإن لها نطاقًا صغيرًا لدرجة الحرارة بشكل مدهش. في الواقع ، من خط الاستواء إلى القطب ومن النهار إلى الليل ، نادرًا ما تكون التغيرات في درجات الحرارة أكثر من 50 فهرنهايت على سطح الكوكب. يتسبب هذا الاختلاف الصغير في درجات الحرارة في سرعات رياح منخفضة نسبيًا (قريبة من الصفر عند السطح) ، لكن سماكة الغلاف الجوي تسمح حتى لتلك السرعات المنخفضة بأن تكون كافية لإنتاج درجة حرارة متساوية بشكل ملحوظ.
نظرًا لأن كواكب جوفيان لها أغلفة جوية أكثر سمكًا ، يمكننا أن نتوقع أن يكون لها درجات حرارة متساوية نسبيًا وسرعات رياح بطيئة نسبيًا أيضًا. ومع ذلك ، هناك كميات هائلة من الحرارة تشع من الجزء الداخلي من كوكب المشتري ، في الواقع أكثر من ضعف الحرارة التي يتلقاها الكوكب من الشمس ، وسرعات الرياح والاختلافات في درجات الحرارة ليست صغيرة مثل كوكب الزهرة.(توجد تأثيرات مماثلة لكواكب جوفيان الأخرى ، لكن تسخينها الداخلي أقل ، وبالتالي فإن تأثيرها أقل أيضًا.) يؤدي الدوران السريع لهذه الكواكب إلى تأثيرات كوريوليس القوية التي تجعل سرعات الرياح في الأحزمة والمناطق (أنماط الدورة الدموية موازية). إلى خط الاستواء) للمشتري هي عدة مئات من الأميال في الساعة ، وعند الحدود بين الحزام والمنطقة ، حيث تكون سرعات الرياح في اتجاهين متعاكسين ، تزيد سرعات قص الرياح عن ألف ميل في الساعة.

3. الغازات "الدفيئة" تحبس حرارة الكوكب
خلال النهار ، يصب ضوء الشمس على سطح كوكب ما ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته. عندما يصبح السطح أكثر دفئًا ، فإنه يشع حرارة الأشعة تحت الحمراء مرة أخرى في الفضاء. بمجرد أن تتساوى الحرارة التي يشعها السطح مع ضوء الشمس الذي يمتصه ، يتوقف السطح عن التسخين ، وتظل درجات الحرارة مستقرة نسبيًا. ومع ذلك ، بمجرد أن تغرب الشمس لا يوجد ضوء شمس يضرب السطح ويبرد سطح الكوكب لأنه يشع الحرارة في الفضاء (يشار إلى هذا باسم التبريد الإشعاعي، وأثناء موجات البرد الشتوية ، قد ترى هذا المصطلح في مقالات الصحف عن المزارعين القلقين من أضرار الصقيع على محاصيلهم).
ترتفع درجة الحرارة على القمر بسرعة كبيرة في الصباح لأنه ، كما نوقش أعلاه ، ينعكس القليل جدًا من ضوء الشمس وتصل درجات الحرارة إلى 250 درجة فهرنهايت في غضون ساعات قليلة. عندما تغرب الشمس بعد أسبوعين تقريبًا ، تنخفض درجات الحرارة بنفس السرعة ، لتصل إلى درجات حرارة دون الصفر في غضون ساعات قليلة جدًا (في الواقع يمكن أن يحدث هذا حتى أثناء خسوف القمر ، عندما يمر القمر عبر ظل الأرض ، مما يؤدي إلى قطع ضوء الشمس). عندما تنخفض درجة الحرارة ، يتم إشعاع الحرارة بشكل أبطأ ، لذلك يستغرق الأمر أكثر من يوم للوصول إلى درجة حرارة 200 فهرنهايت تحت الصفر ، وأسبوع أو نحو ذلك للوصول إلى -250 درجة فهرنهايت. إذا استمر الليل لعدة أشهر ، كما هو الحال في عطارد ، فسوف تنخفض درجات الحرارة ببطء أكثر (على عطارد ، تصل درجة الحرارة إلى -350 درجة فهرنهايت قبل شروق الشمس) ، وإذا استمرت لسنوات ، فقد تنخفض درجات الحرارة في النهاية إلى عدد قليل. درجات فوق الصفر المطلق (فوق -450 درجة فهرنهايت). في بلوتو ، حيث يستمر الشتاء لنصف الفترة المدارية البالغة 250 عامًا تقريبًا ، تنخفض درجات الحرارة بلا شك إلى هذه القيم المنخفضة.
على الأرض والكواكب الأخرى ذات الغلاف الجوي ، ما يسمى غازات الاحتباس الحراري يمكن أن يحبس جزءًا من الحرارة التي يشعها السطح ، مما يحافظ على دفء السطح. لا يوجد شيء مميز بخصوص غازات الاحتباس الحراري. يمكن لجميع الغازات إلى حد ما منع الأشعة تحت الحمراء من سطح الكوكب. كل ما في الأمر أن بعض الغازات ، خاصة تلك المصنوعة من جزيئات متعددة الذرات أو جزيئات متعددة الذرات ، أفضل في منع هذا الإشعاع من الغازات الأخرى ، مثل الجزيئات ثنائية الذرة من النيتروجين والأكسجين التي تشكل الجزء الأكبر من غلافنا الجوي. نظرًا لأن الجزء الأكبر من الغازات في غلافنا الجوي ليس جيدًا بشكل خاص في منع الأشعة تحت الحمراء ، فإن الغازات النادرة التي تكون جيدة في ذلك تبدو خاصة ، لكنها في الواقع شائعة جدًا. في الواقع ، يعد بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ، وهما غازات الدفيئة الأولية على الأرض ، والمريخ والزهرة ، من بين الجزيئات الأكثر شيوعًا في الكون. (ملحوظة: إن الطريقة التي تحبس بها غازات الدفيئة الحرارة ليست هي نفسها التي تعمل بها الصوبات الزراعية. تقوم الصوبات الزراعية بمعظم عملها من خلال منع الرياح الليلية من إبعاد الهواء الدافئ المحتجز بداخلها أثناء النهار. ومع ذلك ، منذ الأساسيات الغرض من الدفيئة هو الحفاظ على الدفء من الداخل ، وتسمى الغازات التي تحافظ على دفء الكوكب بغازات الاحتباس الحراري.)
لا تحتوي الأرض على الكثير من ثاني أكسيد الكربون في غلافها الجوي (حوالي 1/30 من 1 في المائة فقط) ، لذلك على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون يساهم في تأثير الاحتباس الحراري ، فإن أهم غازات الاحتباس الحراري لدينا هو بخار الماء. إذا كنت تعيش بالقرب من المحيط أو في مناخ رطب ، فإنه يبرد في الليل بدرجة أقل مما إذا كنت تعيش في منطقة جافة ، مثل الصحراء. على وجه الخصوص ، في فصل الشتاء ، إذا كان من المتوقع أن تصبح درجات الحرارة باردة بشكل خاص ، فسوف تسمع عن قلق المزارعين بشأن التبريد الإشعاعي إذا كان الليل سيكون صافياً (بحيث يمكن إشعاع الحرارة في الفضاء) ، لكنك لن تسمع عن ذلك إذا كان الليل سيكون غائما (بحيث يتم حجب الحرارة بواسطة بخار الماء في السحب ، مما يجعل الأشياء أكثر دفئا). هذا له تأثير مؤسف أنه خلال فصل الشتاء ، تكون الليالي الأكثر وضوحًا ، عندما ترغب في النظر إلى النجوم ، أكثر برودة بكثير من الليالي الغائمة ، عندما لا يمكنك القيام بذلك. (كان من المتوقع تقليديًا أن يتجمع علماء الفلك ويتحملون البرد ، بدلاً من القلق بشأنه. في مرصد يركيس ، بالقرب من جرين باي ، ويسكونسن ، ستستمر الملاحظات حتى في أكثر الليالي برودة ، إذا كان واضحًا ، حتى تنخفض درجات الحرارة إلى درجة منخفضة جدًا لدرجة أن بدأت الشحوم المستخدمة لتليين حامل التلسكوب في التجمد. وقبل ذلك بوقت طويل ، كان المراقبون مجمدين أيضًا. ولكن في الوقت الحاضر ، مع أدوات التحكم في التلسكوب المحوسبة ، يمكنك الجلوس في غرفة دافئة لطيفة ودافئة على جانب واحد من الأرض أثناء التحكم في يعمل التلسكوب في درجات حرارة دون الصفر على بعض قمم الجبال البعيدة ، وفقط طاقم الدعم الذي يتعين عليه التأكد من استمرار التلسكوب في العمل يجب أن يقلق بشأن التجمد.)
على الرغم من أن بخار الماء هو أهم غازات الدفيئة لدينا ، فإن حقيقة وجود آخرين تعني أن الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء التي لا يحجبها بخار الماء يمكن أن تحجبها غازات الدفيئة الأخرى ، مما يجعل درجات الحرارة أكثر دفئًا مما لو كان لديك نوع واحد فقط من الدفيئة غاز. على سبيل المثال ، يحتوي المريخ على كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في غلافه الجوي. على الرغم من أن سماكة الغلاف الجوي للكوكب تبلغ 1٪ فقط مثل غلافنا الجوي ، إلا أنه يتكون بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون ، لذلك يوجد حوالي 30 ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في الغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك ، على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون يقوم بعمل جيد في منع الأطوال الموجية التي يمكنه منعها ، إلا أنه لا يمكنه حجب جميع الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء ، ولا يوجد الكثير في طريق غازات الاحتباس الحراري الأخرى على المريخ. بخار الماء ، على وجه الخصوص ، نادر نسبيًا ، حيث يقابل فقط جزء من المليون من البوصة أو نحو ذلك من السائل ، حتى في الأماكن التي تكون فيها الرطوبة النسبية قريبة من 100٪ ، لأن درجة الحرارة المنخفضة والكثافة المنخفضة للغلاف الجوي لا تسمح بذلك. لاحتواء الكثير من بخار الماء. إذا كان هناك أي كمية كبيرة فإنها ستتبلور على شكل رقاقات ثلجية وتسقط على الأرض. نتيجة لذلك ، على الرغم من أن درجات الحرارة على سطح المريخ لا تنخفض بنفس سرعة درجات الحرارة على سطح القمر ، إلا أنها تنخفض بشكل كبير ، ومتوسط ​​درجات الحرارة في الليل أقل بحوالي 100 درجة فهرنهايت من درجات الحرارة أثناء النهار.
مرة أخرى نأتي إلى كوكب الزهرة ، ومرة ​​أخرى نواجه تأثيرات غير عادية بسبب غلافه الجوي السميك. مع وجود هواء أكبر بمئة مرة من الأرض وغالبًا ما يكون ثاني أكسيد الكربون ، يحتوي كوكب الزهرة على ثلاثمائة ألف ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة على الأرض ، وعلى الرغم من أن السحب تتكون أساسًا من حمض الكبريتيك المدخن ، إلا أنها تحتوي على بخار ماء كافٍ للمساعدة في حجب حرارة الكوكب كذلك. نتيجة لذلك ، على الرغم من صعوبة وصول ضوء الشمس إلى سطح الكوكب (ينعكس ثلثاها بعيدًا بواسطة السحب) ، إلا أنه يصعب على حرارة الأشعة تحت الحمراء للسطح الهروب إلى الفضاء. يؤدي هذا إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب حتى يتمكن الإشعاع الإضافي الناتج عن حرارته الزائدة من موازنة الانسداد الإضافي للحرارة بفعل غازات الاحتباس الحراري ، وما ينجو منه هو ما كان يمكن أن يفلت إذا لم يكن هناك غلاف جوي يحجبه. إن انسداد الحرارة بواسطة غازات الدفيئة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة فعال للغاية لدرجة أن حوالي 1 ٪ فقط من الحرارة التي يشعها الكوكب قادرة على الهروب. وهذا يقل بأكثر من 20 مرة عن نسبة ضوء الشمس الذي يصل إلى السطح ويتم امتصاصه ، ويتعين على الكوكب أن يسخن ما يقرب من ثلاثة أضعاف درجة الحرارة التي نتوقعها ، أو أكثر من 900 درجة فهرنهايت ، أو أكثر من 1400 فهرنهايت. فوق الصفر المطلق ، وهو أكثر سخونة من أي وقت مضى عطارد ، حتى عندما يكون عطارد في الحضيض ويتلقى ما يقرب من خمسة أضعاف ضوء الشمس لكل قدم مربع مثل سقوطه على الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.

هل يمكن أن يكون لدينا تأثير الاحتباس الحراري الجامح على الأرض؟
نظرًا لأن تأثير الاحتباس الحراري على كوكب الزهرة شديد جدًا ، يشار إليه باسم أ تأثير الاحتباس الحراري الجامح. وغني عن القول إن علماء البيئة قلقون بشأن ما إذا كان مثل هذا الشيء يمكن أن يحدث على الأرض. إذا تمكنا بطريقة ما من زيادة كمية غازات الدفيئة في غلافنا الجوي ، فهل يمكننا الوصول إلى نقطة تزداد فيها درجة حرارة الأرض بشكل كبير ، مما يؤدي إلى غليان محيطاتنا وإنهاء جميع أشكال الحياة على الأرض؟ بكلمة نعم. ومع ذلك ، للقيام بذلك ، يجب أن نعمل بجد جدًا لإلغاء شيء حدث منذ عدة مليارات من السنين ، عندما كانت الأرض صغيرة نسبيًا وكان غلافها الجوي مختلفًا تمامًا عن الآن.
في ذلك الوقت ، كان الغلاف الجوي للأرض يشبه إلى حد كبير غلاف كوكب الزهرة - أكثر سمكًا بمئة مرة من غلافنا الجوي الحالي ، وكان مصنوعًا بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون - وكانت درجات الحرارة على الأرض بضع مئات من الدرجات فوق الصفر فهرنهايت . ومع ذلك ، لم يكن لدينا درجات حرارة قصوى مثل كوكب الزهرة حاليًا ، وذلك لسببين: (1) نحن بعيدون عن الشمس ، لذلك ستكون درجات الحرارة أكثر برودة قليلاً حتى مع وجود جو مماثل. (2) عندما كان لدينا جو من كوكب الزهرة ، كانت الشمس أضعف قليلاً مما هي عليه الآن. ولأن الأرض لم تكن حارة مثل كوكب الزهرة ، حدث شيء مختلف تمامًا عما حدث لكوكب الزهرة.
على كوكب الزهرة ، تسببت درجات الحرارة القصوى في غليان محيطاته في الغلاف الجوي (أو منع بخار الماء من التكثف لتشكيل المحيطات في المقام الأول). كانت كل مياه كوكب الزهرة في غلافه الجوي ، معرضة للأشعة فوق البنفسجية من الشمس التي كانت تفصلها باستمرار إلى الهيدروجين والأكسجين. يتحد الأكسجين مع الصخور السطحية ، بينما يتسرب الهيدروجين إلى الفضاء. على مدار فترة من الزمن ، فقدت كل مركبات الهيدروجين الموجودة في الغلاف الجوي ، وبما أن كل مياهه كانت موجودة في الغلاف الجوي ، فلم يتبق منها سوى القليل ، باستثناء الآثار المقيدة في السحب الكبريتية التي تحجب سطحه.
نظرًا لأن الأرض كانت بعيدة عن الشمس وأبرد من كوكب الزهرة ، على الرغم من أنها كانت أكثر سخونة من كوكب الزهرة تيار درجة غليان الماء (212 درجة فهرنهايت) ، لم يكن ليكون أكثر سخونة من درجة حرارة غليان الماء (أعلى بكثير) تحت ظروف الضغط العالي التي كانت موجودة بعد ذلك على سطح الأرض. ونتيجة لذلك ، تطورت الأرض ولا تزال تحتفظ بمحيطات من المياه السائلة. أدت هذه المحيطات إلى إذابة ثاني أكسيد الكربون تدريجيًا ، وتحويله إلى حمض الكربونيك (حمض خفيف موجود في جميع مياه الصودا ، بنكهة أو غير ذلك) ، كما أدت التفاعلات الكيميائية بين حمض الكربونيك وأكاسيد المعادن التي تمت إزالتها من القارات عن طريق التجوية والتعرية إلى تحويل الكربون الموجود في الغلاف الجوي. ثاني أكسيد في صخور كربونية غير قابلة للذوبان مثل الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) ، سيديريت (كربونات الحديد) والدولوميت (كربونات المغنيسيوم). هناك سلاسل جبلية كاملة مصنوعة من هذه الصخور الكربونية ، وكمية ثاني أكسيد الكربون المحبوسة فيها تعادل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة. إذا قمنا بتسخين هذه الصخور إلى حوالي ألف درجة (أو "تحميصها") ، فيمكننا إعادة ثاني أكسيد الكربون إلى شكله الغازي ، وإعادة تكوين الغلاف الجوي السابق للأرض ، والتسبب في العودة إلى الظروف شديدة الحرارة. في الواقع ، نظرًا لأن الشمس الآن أكثر سطوعًا قليلاً ، فقد نغلي المحيطات ، ونمنع إزالة ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى. لحسن الحظ ، فإن الوقت والجهد والنفقات المتضمنة في القيام بمثل هذا الشيء سيجعله غير عملي تمامًا ، لكنه ممكن نظريًا على الأقل.

الاحتباس الحراري "الجدل"
على الرغم من أننا لا داعي للقلق بشأن تأثير الاحتباس الحراري الجامح ، فربما يجب أن نقلق بشأن التأثيرات الأصغر ، مثل الاحترار الناجم عن الزيادة التدريجية في كمية ثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي على مدى مئات السنين القليلة الماضية ، وكلما كان ذلك أسرع. التي حدثت في القرن الماضي ، وستستمر بالتأكيد ما لم تحدث تغييرات جذرية وغير مرجحة للغاية في استخدامنا للوقود الأحفوري.
حتى وقت قريب كان هناك إنكار كبير لواقع هذا الاتجاه الاحتراري ، ناهيك عن المساهمات البشرية فيه ، لأن (1) هناك عدد من العوامل الطبيعية التي تساهم فيه ، والتي طغت أهميتها على الآثار البشرية حتى العقود الأخيرة ، (2) القياس من الصعوبة بمكان بسبب التغييرات في التقنيات المستخدمة لقياس درجة الحرارة ، و (3) الفصائل الاقتصادية والسياسية التي شعرت بالتهديد من التغييرات المطلوبة لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، نفت فعليًا آثار عملها (ومن هنا جاء مصطلح "الدفيئة" الجدل "، مما يعني أنه ربما لا يوجد ما يدعو للقلق ، على عكس" تأثير الاحتباس الحراري "، الذي يشير إلى أن هناك بالفعل ما يدعو للقلق).
(1) حول "العوامل الطبيعية": منذ ما يزيد قليلاً عن عشرة آلاف عام كنا في عصر جليدي ، والآن نحن لسنا كذلك ، لذا فإن الأشياء بالطبع أكثر دفئًا مما كانت عليه من قبل. ولكن كانت هناك فترات من درجات الحرارة المنخفضة التي تحدت الاتجاه العام للاحترار. قبل قرن ونصف ، كان الجو أكثر برودة بكثير مما كان عليه في القرون السابقة ، وكان العلماء أكثر اهتمامًا بالتبريد العالمي من الاحتباس الحراري. في الفترة من 1000 إلى حوالي 1400 بعد الميلاد ، كان نصف الكرة الشمالي دافئًا نسبيًا ، مما سمح لمستوطنات الفايكنج بالازدهار في جرينلاند وأيسلندا. ثم بدأت الأرض في البرودة ، بسبب الانخفاض التدريجي في دورة النشاط الشمسي التي وصلت إلى الحضيض خلال الحد الأدنى من Maunder ، في أواخر القرن السابع عشر وأوائل القرن الثامن عشر الميلادي. مع تبريد الأرض ، دمرت مستوطنات الفايكنج ، وتقدمت الأنهار الجليدية في جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي. ثم عادت الشمس إلى النشاط مرة أخرى ، وبدأت درجات الحرارة في الارتفاع. خلال القرن الماضي ، كانت الشمس لا تزال أكثر نشاطًا وزادت درجات الحرارة أكثر ، وحتى وقت قريب كان معظم ارتفاع درجة حرارة الأرض بسبب هذا التأثير الفلكي.
(2) حول "عدم اليقين في القياس": حتى وقت قريب كان من الصعب للغاية التأكد من مدى ارتفاع درجة حرارة الأرض على مدار القرن الماضي. حدثت تغيرات في طريقة تسجيل درجات الحرارة في البحر مما يجعل المقارنات بين القياسات القديمة لدرجة حرارة البحر وقياسات درجة حرارة البحر الحديثة غير مؤكدة ، وهناك ظاهرة معروفة على اليابسة تسمى تأثير الجزر الحرارية الحضرية والتي تسبب أخطاء أيضًا. . في المدن الحديثة ، تجعل الكميات الكبيرة من الطرق المعبدة والمباني الحجرية والمعدنية ، واستخدام الكهرباء والمركبات ، المناطق الحضرية أكثر دفئًا بعدة درجات من الضواحي المجاورة أو المناطق الريفية. ومع الزيادة السريعة في عدد السكان على مدى القرون القليلة الماضية ، أصبحت العديد من الأماكن التي كانت في السابق مناطق ريفية نسبيًا الآن أكثر اكتظاظًا بالسكان ، مما أدى إلى حدوث تغيير جوهري في قراءات درجة الحرارة الأساسية ، مما يحجب التغيرات التي يسببها الاحترار العام.
(3) حالة من الإنكار: بسبب هذه المشكلات ، كان من الصعب جدًا حتى وقت قريب تحديد مدى ارتفاع درجة حرارة الأرض على مدار القرن الماضي ، أو مقدار هذا الاحترار الذي كان بسبب التأثيرات الطبيعية ، ومقدار ذلك. للنشاط البشري. لم يكن هناك شك في أن هناك بعض التأثير بسبب النشاط البشري ، ولكن في غياب البيانات "الصعبة" ، كان هناك بطبيعة الحال أولئك الذين فضلوا الإنكار الشديد على الواقع المؤلم. (وبالطبع حتى مع توفر بيانات أفضل ، فمن المؤكد أن هناك من يفضل الإنكار الشديد على أي اعتراف بالذات أو الوهم العام ، بالطريقة نفسها التي أنكرت بها شركات التبغ بشدة أن منتجها كان ضارًا لعدة عقود بعد أن علم أي شخص لديه أي شعور بأنه يكذب).

وماذا عن المستقبل؟
إن توقع المستقبل أقل تأكيدًا من تقييم الماضي ، لأننا لا نستطيع التأكد من عدد من العوامل. ما مقدار ثاني أكسيد الكربون الذي سنضخه في الغلاف الجوي؟ بالتأكيد أكثر بكثير مما ينبغي ، لكن الكمية الدقيقة وتأثيرها يعتمدان على الظروف الاقتصادية (عندما يكون الأشخاص الطيبون ينتجون المزيد من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالأوقات السيئة) ، يزداد عدد السكان (المزيد من الناس يفعلون نفس الشيء يعني المزيد من ثاني أكسيد الكربون) ، والتغييرات في التكنولوجيا (السيارات الأكثر كفاءة ، والإضاءة وتكييف الهواء قد تقلل من استخدام الوقود الأحفوري أو على الأقل تبطئ من معدل زيادته) ، والتغيرات في السلوك الثقافي. لا يمكن التنبؤ بأي منها على وجه اليقين ، لذا فإن تقديرات كمية ثاني أكسيد الكربون التي سيتم إلقاؤها في الغلاف الجوي خلال القرن المقبل تختلف بمقدار خمسة أضعاف. من الصعب أيضًا تحديد ما سيحدث لثاني أكسيد الكربون بمجرد وضعه في الغلاف الجوي. سوف تمتص النباتات بعضها ، مما يساعدها على النمو ، وبعضها ستمتصه التربة والكائنات الحية في التربة ، والبعض ستمتصه المحيطات. يمكن عمل تقديرات حول كيفية عمل هذه العوامل المختلفة ، لكن حسابات "امتصاص" ثاني أكسيد الكربون المتوقع يمكن أن تختلف عن الملاحظات بمقدار عامل اثنين. وحتى لو عرفنا بالضبط مقدار ثاني أكسيد الكربون الذي سيكون موجودًا في الغلاف الجوي في المستقبل ، فإن التنبؤ بالضبط بكيفية تأثيره على درجة حرارة الأرض أمر صعب للغاية. تختلف التغيرات في درجات الحرارة عند خطوط العرض المختلفة ، حيث تكون أكثر تطرفًا بالقرب من القطبين وأقل حدًا بالقرب من خط الاستواء ، والتغيرات في أنماط الطقس أكثر تغيرًا حتى الآن ، مما يتسبب في طقس أكثر دفئًا وجفافًا في بعض المناطق ، وطقس أكثر برودة ورطوبة في مناطق أخرى ، حتى في نفس خط العرض. لذلك كل ما يمكننا التأكد منه هو أنه سيكون هناك تغيير ، وبالنظر إلى ميلنا إلى التفكير في الظروف الحالية على أنها "طبيعية" ، فإن الكثير من هذا التغيير سيشعر بأنه غير طبيعي وغير سار.
إلى أي مدى يعتمد البغيض على قوة وامتيازات المتضررين. في بنجلاديش والمناطق الساحلية الموبوءة بالفقر المماثلة ، سيكون القرن القادم غير سار للغاية. مع ارتفاع مستوى سطح البحر ربما من متر إلى ثلاثة أقدام ، سيرى ما يزيد عن خمسين مليون شخص منازلهم وسبل عيشهم تختفي. في القطب الشمالي ، قد تنقرض كائنات مثل الدببة القطبية ، التي تعتمد على الجليد البحري في وجودها ، مع اختفاء هذا الجليد البحري. ولكن على الشواطئ في ماليبو ، من المرجح أن تؤدي التغيرات في مستوى سطح البحر إلى مقاومة آثار تلك التغيرات أكثر من أي تراجع إلى مناطق اليابسة ، أو أي التخلي عن أنماط الحياة التي ساعدت على التسبب في ارتفاع مستوى سطح البحر.
وتجدر الإشارة إلى أن التغير في مستوى سطح البحر المذكور أعلاه ضئيل مقارنة بما سيحدث إذا استمرت درجات الحرارة في الارتفاع لعدة قرون. قد يتسبب ذلك في عودة الظروف "المتوسطة" خلال مئات الملايين من السنين الماضية - إنهاء عصر الجليد الذي سيطر على الأرض خلال المليوني سنة الماضية - وارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار مائة أو مائتي قدم ، مما يتسبب في تهجير مليارات البشر ، وربما إنهاء الحضارة كما نعرفها. لكن مرة أخرى ، تعتمد أهمية هذه التأثيرات على وجهة نظرك. من وجهة نظرنا ، ستكون هذه التغييرات كارثية ولكن بالنسبة للحياة بشكل عام ، من المحتمل أن تؤدي العودة إلى ظروف العصر القديم إلى تنوع أكبر بكثير في أشكال الحياة مماثلة لتلك التي حدثت في الظروف الأكثر استوائية لعصر الديناصورات. وعلى الرغم من أن أحفادنا قد يحزنون على فقدان أهميتهم ، فإن تلك المخلوقات التي حلت محل الإنسان ربما ستشعر بأن التغيير قد فقد القليل.

ماذا يا قلقة؟
إذن ما الذي يجب أن نستخلصه مما نسمعه في الأخبار ، وماذا يجب أن نفعل حيال ذلك؟ نحن الآن على يقين من أن تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض قد زادت وستستمر في الزيادة ، باستثناء التغييرات التي لا يمكن تصورها في أنماط حياتنا. ونتيجة لذلك ، ستكون هناك زيادات في درجات الحرارة بكمية غير مؤكدة ، وتغيرات في الطقس ذات طبيعة ومدى غير مؤكد. ستتغير الحياة كما نعرفها إلى حد أكبر أو أقل ، اعتمادًا على المكان الذي نعيش فيه ، لكنها ستكون أكثر من أي وقت مضى لبضعة عقود وأقل شبيهة الآن من عدمها في القرون التالية. سوف يتراجع الجليد القاري والبحري ويختفي ، وسترتفع مستويات سطح البحر طوال حياتنا وأعمار أحفادنا. ولا يوجد ما يمكننا فعله لمنع ذلك تمامًا. السؤال هو ، هل يمكننا فعل أي شيء لتقليل هذه التأثيرات وربما عكسها في النهاية؟
إن "تأثير الاحتباس الحراري" حقيقي ، ويثير قلق الكثير من الناس. إنه ليس مقلقًا تمامًا مثل خطر الحرب العالمية والإبادة النووية أو البيولوجية ، والتي يمكن أن تنهي الحياة على الأرض في غضون أسابيع قليلة ، وربما في غضون العقد المقبل أو نحو ذلك. ولكن إذا كنت قلقًا بشأن المستقبل الذي يواجهه أبناؤك وأحفادك ، فربما يكون من الأفضل أن تفعل ما بوسعك لاستخدام طاقة أقل ، وإقناع ممثليك بالتصويت على التدابير التي من شأنها أن تسهل عليك استخدام أقل. الطاقة ، بدلاً من البحث عن طرق لحرق المزيد والمزيد من الوقود الأحفوري بمعدل أسرع وأسرع. أو إذا كان فعل أي شيء يبدو مؤلمًا للغاية ، فلا يمكنك فعل أي شيء. بالنسبة للعديد من أشكال الحياة ، مثل البعوض والديدان الألفية والتماسيح والصراصير والعفن والعفن الفطري ، فإن الأرض الأكثر دفئًا ورطوبة ستكون رائعة. يعتمد الأمر فقط على من أو ما تريد أن ترث الأرض.


كوكب المشتري Ultrahot KELT-9b حار جدًا لدرجة أن جزيئات الهيدروجين في الغلاف الجوي "ممزقة إلى أشلاء"

باستخدام بيانات من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا ، وجد علماء الفلك دليلًا على أن الحرارة في الغلاف الجوي لكوكب KELT-9b ، وهو أكثر الكواكب الخارجية العابرة المعروفة سخونة ، هي أكثر من أن تظل جزيئات الهيدروجين سليمة. على الجانب الآخر من الكوكب ، غير قادر على الإصلاح حتى تتدفق ذراتهم المفككة حول ليالي الكوكب. تظهر النتائج في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

انطباع الفنان عن غروب الشمس على كوكب المشتري فائق السخونة KELT-9b. رصيد الصورة: دينيس باجرام.

ينتمي KELT-9b إلى عائلة تسمى كواكب المشتري فائقة السرعة ، وهي كواكب خارجية عملاقة ساخنة بشكل لا يصدق وتدور بالقرب من نجومها الأم.

الكوكب عبارة عن عملاق غازي أكبر بحوالي 2.8 مرة من كوكب المشتري ولكنه نصف كثافته فقط.

يدور حول نجمه المضيف ، KELT-9 ، في 36 ساعة على مسافة 1/30 فقط من الأرض إلى الشمس.

عند حوالي 9،900 درجة مئوية (17850 درجة فهرنهايت) ، يقع النجم المضيف على الخط الفاصل بين النجوم من النوع A و B. المعروف أيضًا باسم HD 195689 ، يبعد النجم حوالي 650 سنة ضوئية في كوكبة Cygnus.

إن KELT-9b مقفل تدريجيًا على النجم ويتم قصف جانبه النهاري دائمًا بالإشعاع النجمي.

مع ارتفاع درجة حرارة جانب النهار عند 4327 درجة مئوية (7820 درجة فهرنهايت) ، يكون الكوكب أكثر سخونة من معظم النجوم.

قالت ميغان مانسفيلد ، طالبة دراسات عليا في جامعة شيكاغو: "هذا النوع من الكواكب شديدة للغاية في درجة الحرارة ، وهو منفصل قليلاً عن الكثير من الكواكب الخارجية الأخرى".

"هناك بعض كواكب كواكب المشترى الحارة الأخرى وكواكب المشترى فائقة السخونة التي ليست بنفس درجة الحرارة ولكنها لا تزال دافئة بدرجة كافية بحيث يحدث هذا التأثير.

استخدمت مانسفيلد وزملاؤها سبيتزر لتحليل ملامح درجة الحرارة من KELT-9b.

يمكن لسبيتزر قياس الاختلافات الدقيقة في الحرارة. تتكرر هذه الملاحظات على مدار ساعات عديدة ، مما يسمح للتلسكوب بالتقاط التغييرات في الغلاف الجوي بينما يقدم الكوكب نفسه على مراحل أثناء دورانه حول النجم. تتدحرج أنصاف مختلفة من الكوكب أثناء دورانه حول نجمه.

سمح ذلك لعلماء الفلك بإلقاء نظرة خاطفة على الفرق بين النهار والليل في KELT-9b.

السؤال الكبير للباحثين الذين يحاولون فهم الغلاف الجوي للكواكب الخارجية هو كيف يتوازن الإشعاع والتدفق مع بعضهما البعض. نماذج الكمبيوتر هي أدوات رئيسية في مثل هذه التحقيقات ، حيث توضح كيف من المحتمل أن تتصرف هذه الأجواء في درجات حرارة مختلفة.

كان الأنسب للبيانات المأخوذة من KELT-9b هو النموذج الذي تضمن جزيئات الهيدروجين التي يتم تمزيقها وإعادة تجميعها ، وهي عملية تُعرف باسم التفكك وإعادة التركيب.

"إذا لم تأخذ في الحسبان تفكك الهيدروجين ، فستحصل على رياح سريعة تبلغ 37 ميلاً / ثانية (60 كم / ثانية). قال مانسفيلد على الأرجح هذا غير مرجح.

تبين أن KELT-9b ليس له اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين النهار والليل ، مما يشير إلى تدفق الحرارة من واحد إلى الآخر.

أما النقطة الساخنة الموجودة على جانب النهار ، والتي من المفترض أن تكون مباشرة تحت نجم هذا الكوكب ، فقد تحولت بعيدًا عن موقعها المتوقع.

لا يعرف العلماء سبب & # 8212 لغز آخر يتعين حله على هذا الكوكب الغريب الحار.

ميغان مانسفيلد وآخرون. 2020. دليل على تفكك H2 وإعادة تركيب انتقال الحرارة في الغلاف الجوي لـ KELT-9b. ApJL 888 ، L15 دوى: 10.3847 / 2041-8213 / ab5b09


الغلاف الجوي المفقود للمريخ - لماذا؟

قبل مجسات فوييجر ، كانت التقديرات بترتيب كثافة الغلاف الجوي للأرض.

في الواقع ، قبل فوييجر ، كان يُعتقد أن تيتان تمتلك جوًا رقيقًا من الميثان - ذلك الذي اكتشفه جيرارد كايبر في عام 1944. كانت فوييجر 1 هي التي اكتشفت الغلاف الجوي النيتروجين السميك لتيتان.


لم ألاحظ في الورقة تقديرًا للضغط الجوي أو الكثافة ، بخلاف الإشارة إلى زحل نفسه. ومع ذلك ، فإن هذا الجو "الرقيق" جعل وجوده معروفًا في العمل الفني لـ Chestly Bonestell. كانت لوحته الجميلة "زحل كما يُرى من تيتان" (1949) جميلة جدًا (السماء الزرقاء الداكنة ، والثلج على الصخور ، إلخ.) ، على الرغم من أنه من المؤسف أن "الضباب الدخاني" على تيتان يجعل هذا النوع من الرؤية مستحيل. سماء صافية لك.

# 27 فوتونوفور

ما قد يكون غامضًا هو وجود الغلاف الجوي على تيتان وسماكته ، ولكن ما هو غير غامض على الإطلاق هو سبب عدم فقد تيتان له بعد.

إصرارك (المستمر) الذي * نعرف * لماذا لم يفقد تيتان جوها يتعارض ببساطة مع مواقف أولئك النشطاء في مجال التحقيق هذا. مرة أخرى ، يقول لونين بوضوح: "لماذا يختلف تايتان من حيث وجود الغلاف الجوي هو أحد الأسئلة الرئيسية التي لا نعرف إجابتها." نأخذ جو. "وجود" هو فعل المضارع آخر مرة راجعت.

وهكذا تبدأ نظرية تطاير الغلاف الجوي العلوي التي ذكرتها في التراجع كنظرية اليوم فيما يتعلق بهذا السؤال - والتي ، بالمناسبة ، لم تجب عنها أبدًا. لأن هذه الآلية مسؤولة فقط عن معدل فقدان الغلاف الجوي * الموجود * و * لا * لماذا يمتلك تيتان وحده بين الأقمار مثل هذا الجو الدهني.


ديفيد ، عندما طُرح عليك هذا السؤال ، فيما يتعلق بسبب فقدان الغلاف الجوي لمار ، أولًا يُنسب إليه الفضل في قلة الكتلة مقارنة بالأرض كإجابة. يتضح عدم وجود هذه الإجابة من خلال استمرار وجود غلاف جوي أكثر كثافة وكتلة على جسم آخر حتى * أقل * كتلة من المريخ ، تيتان. من الواضح أن هناك آليات أخرى مسؤولة عن مجرد "الخسارة بسبب نقص الكتلة" كما تؤكد.

ثم حاولت بعد ذلك شرح هذا الاختلاف في الاحتفاظ الجوي فيما يتعلق بالأجسام الكتلية المتشابهة ، في محاولة للدفاع عن تأكيدك الأصلي للكتلة كآلية تشغيلية ، من خلال الادعاء بأن احتباس تيتان غير المعتاد في الغلاف الجوي ، على الرغم من كتلته المألوفة للمريخ ، يفسر من خلال الجزء العلوي المتخلف. الغلاف الجوي * الاخرق * (المصطلح الصحيح لما تغطيه تحت عبارة "فقدان الغاز الحركي") بسبب انخفاض درجة حرارة الغلاف الجوي مقارنة بدرجات حرارة مارس. (لمعلوماتك - "الاخرق": "يمكن أن يحدث هروب الذرات والجزيئات عندما تخترق جزيئات البلازما الغلاف الجوي لكوكب أو قمر صناعي كوكبي وتنقل طاقتها إلى جسيمات الغلاف الجوي. وغالبًا ما يشار إلى هذه العملية باسم تطاير الغلاف الجوي. تلك الذرات والجزيئات التي تكتسب زخمًا كافيًا في الاتجاه الصحيح ، يمكنها الهروب من جاذبية الكوكب أو القمر الصناعي (جونسون ، 1994). يمكن أن ينتج التذبذب الجوي عن طريق الرياح الشمسية بلازما ، البلازما المرتبطة بالغلاف المغناطيسي للكوكب أو القمر الصناعي ، أو رابط الأيونات المحلية. ")

أن التفسير المتقطع غير كافٍ كآلية أولية واضح من بيانات Cassini-Huygens المتعلقة بالغلاف الجوي لتيتان وينعكس في التفسير النظري الحالي الذي حدده Lunine - الذي يعزو بركان مثل خبرات هي آلية مسؤولة عن احتباس الغلاف الجوي غير المعتاد لتيتان ، وليس عدم وجود رشقات في الغلاف الجوي. هذا يمثل الوضع الحالي للتفكير في هذا الموضوع.

ننسى الكتلة باعتبارها * * العامل الأساسي الذي يمثل خسارة مار للغلاف الجوي. كل شخص آخر لديه. اليوم ، الآلية (الآليات) الأساسية المسؤولة عن فقدان - أو الاحتفاظ - الغلاف الجوي ، حول المريخ أو حول أي جسم مشابه آخر للنظام الشمسي ، هي في الأساس العمليات الذاتية السابقة والحالية (بنية النواة الحديدية المنصهرة كما يتضح من المستمر وجود البراكين / عدم وجود الغلاف المغناطيسي الواقي والعمليات البركانية البركانية وما إلى ذلك) ، أكثر من أي واحدة أخرى عملية مجموعة (مثل الاخرق ، تأثيرات التأثير ، إلخ). طغت هذه النظرية أيضًا ، في السنوات القليلة الماضية ، على النظريات الخارجية (التأثير الكارثي) لميلوش وآخرون. التي تلمح إليها.

وخلاصة القول ، إن التفكير الحالي في سبب فقد مار لجو هو أن العمليات الذاتية التي تعتبر ضرورية لتجديد الغلاف الجوي وحمايته ، على كوكب كتلته ، قد توقفت في وقت مبكر من تاريخه - بسبب أسباب غير واضحة في هذا الوقت . كان فقدان هذه الآليات هو ذلك ومن بعد سمح للخسائر المتناثرة الموجودة في الغلاف الجوي بالزيادة بشكل كبير على المريخ ، مما سمح بتعديل الغلاف الجوي المتبقي ، بمرور الوقت ، إلى الحد الذي يوجد فيه اليوم.

هدفي الوحيد في هذه المناقشة هو تقديم حالة التفكير الحالية حول هذا الموضوع. التفسيرات التي قدمتها ببساطة لم تعد حديثة ، هذا كل شيء. لا جدوى من أن أعلق عليهم ، أليس كذلك؟


ضوء جديد على الطبيعة المعقدة لأجواء "المشتري الحار"

يمكن إلقاء ضوء جديد رائع على الأغلفة الجوية المعقدة للكواكب التي تدور حول النجوم خارج نظامنا الشمسي ، وذلك بفضل الأبحاث الجديدة الرائدة.

استخدم فريق من الباحثين الدوليين بقيادة علماء فيزياء فلكية من جامعة إكستر وجامعة كولومبيا ومعهد جودارد لدراسات الفضاء التابع لناسا ، تقنيات النمذجة الحديثة لدراسة الغلاف الجوي لكوكب المشتري الساخن على نطاق واسع ، ووجدوا 150 سنة ضوئية من أرض.

قام العلماء بتكييف نموذج الكمبيوتر الحديث الذي استخدمه مكتب الأرصاد الجوية لدراسة الغلاف الجوي للأرض لإجراء عمليات محاكاة لهذه العوالم الغريبة البعيدة التي يبلغ حجم كوكب المشتري ، ولكنها تدور بالقرب من نجمها الأصلي أكثر مما يفعله عطارد مع الشمس. .

تمت مقارنة النتائج بالأرصاد التي تم إجراؤها باستخدام تلسكوب Spitzer Space Telescope القوي ، للتحقق من فهمنا للظروف داخل الغلاف الجوي لهذه الكواكب.

كشف البحث عن نتائج تتفق إلى حد كبير مع الملاحظات الحالية ، وعلى الأخص حول تأثير انتقال الحرارة في الغلاف الجوي العلوي للكواكب الخارجية حيث تحمل رياح السرعة القصوى الحرارة بسرعة كبيرة بحيث يتم إزاحة الجزء الأكثر سخونة من الغلاف الجوي بعيدًا عن أقرب نقطة إلى النجم حيث من المتوقع أن يكون.

ومع ذلك ، كشفت الدراسة أيضًا عن بعض التناقضات المثيرة للاهتمام ، بما في ذلك الاختلافات المهمة بين السطوع المرصود والمتوقع لـ "الجانب الليلي" للمشتري الساخن - أو نصف الكرة المواجه بعيدًا عن النجم.

يدعو الفريق الآن إلى إجراء مزيد من الدراسات لكشف أسرار كيفية تطور هذه الكواكب بالقرب من مضيفها.

قال الدكتور ناثان ماين ، كبير المحاضرين في الفيزياء الفلكية بجامعة إكستر وأحد مؤلفي الدراسة: "هذا البحث ليس مهمًا فقط في تطوير فهمنا لهذه الفئة الغريبة من الكواكب ، ولكنه يمثل أيضًا الخطوات الأولى لبناء a فهم أعمق لكيفية عمل الغلاف الجوي والمناخ للكواكب عبر مجموعة من الظروف ، بما في ذلك تلك الأكثر ملاءمة للحياة.

"بالإضافة إلى ذلك ، على مدى فترة زمنية أطول ، من خلال الحفاظ على اتصال وثيق بين علماء الفيزياء الفلكية وباحثي المناخ ، سيساعد هذا البرنامج في فهم مناخنا المتغير."

يعد نموذج مكتب الأرصاد الجوية للتنبؤ بالطقس والمناخ أحد أكثر النماذج تقدمًا من نوعها. ومع ذلك ، فإن هذا البحث يطبق هذا النموذج على كوكب بظروف بعيدة عن تلك الموجودة على الأرض ، حيث تتجاوز درجات الحرارة ألف درجة ، ويمتد الغلاف الجوي لضغوط بأعداد أكبر.

تشير إحدى النتائج الرئيسية لهذا البحث إلى أنه لا يوجد حتى الآن فهم واضح لكيفية تبريد المادة التي تنتقل من الجانب الحار من الكوكب إلى الجانب الليلي البارد وتغيير تركيبها الكيميائي.

بالإضافة إلى ذلك ، وجد الفريق تلميحات مثيرة للاهتمام مفادها أن الغلاف الجوي الأعمق ، الذي يتعذر الوصول إليه عن طريق الملاحظات ، يدعم دورات واسعة النطاق وبطيئة الحركة والتي من المحتمل أن تغير بنية درجة الحرارة في أعماق الغلاف الجوي للمشتري الحار.

وأضاف الدكتور ديفيد س. أموندسن ، الذي كان يعمل سابقًا في جامعة إكستر والآن في جامعة كولومبيا ومعهد جودارد لدراسات الفضاء في الولايات المتحدة الأمريكية ، والمؤلف الرئيسي للورقة: "تتيح لنا النماذج مثل UM بشكل فريد الدراسة بتفصيل كبير كيف تتغير الأغلفة الجوية لهذه الكواكب اعتمادًا على عوامل مختلفة مثل التشعيع والتركيب والدوران. أصبحت هذه النماذج ذات أهمية متزايدة لفهم الملاحظات التي تتحسن باستمرار والتي بدأت الآن في الكشف عن الطبيعة المعقدة ثلاثية الأبعاد لهذه الأغلفة. "

نُشر مكتب الأرصاد الجوية البريطاني GCM مع مخطط إشعاع متطور مطبق على كوكب المشتري HD209458 في علم الفلك والفيزياء الفلكية ومتاح عبر الإنترنت.


سخونة كوكب خارج المجموعة الشمسية والأجواء المحيطة باليوم # 8217s دافئة دافئة 4300 درجة مئوية

KELT-9b عبارة عن كوكب خارجي شديد الحرارة من فئة كوكب المشتري يدور بالقرب من نجمه لدرجة أن درجات الحرارة في الأيام الحارقة تصل إلى 4300 درجة مئوية (7800 درجة فهرنهايت) ، وهو أكثر سخونة من أسطح العديد من النجوم. درجات الحرارة القصوى & # 8211 وهو رقم قياسي بين الكواكب الخارجية المعروفة & # 8211 كافية لتمزيق الجزيئات التي تشكل غلافها الجوي.

وجد فريق من علماء الفلك باستخدام تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا و # 8217s ، والذي من المقرر أن يتقاعد في نهاية شهر يناير ، دليلاً على أن غاز الهيدروجين تمزق على جانب KELT-9b الذي يواجه النجم المضيف. تتجمع الجزيئات مرة أخرى على الجانب الليلي الأكثر برودة قليلاً ، فقط ليتم تمزيقها مرة أخرى عندما تدور المادة مرة أخرى في الجانب الليلي.

& # 8220 هذا النوع من الكواكب شديدة الحرارة ، وهو منفصل قليلاً عن الكثير من الكواكب الخارجية الأخرى ، & # 8221 قالت ميغان مانسفيلد ، طالبة الدراسات العليا في جامعة شيكاغو والمؤلفة الرئيسية لورقة بحثية نُشرت في مجلة Astrophysical Journal Letters .

& # 8220 هناك بعض كواكب كواكب المشترى الساخنة الأخرى وكوكب المشتري شديدة الحرارة التي ليست بنفس درجة الحرارة ولكنها لا تزال دافئة بدرجة كافية بحيث يحدث هذا التأثير ، وأضافت # 8221.

تم اكتشاف KELT-9b لأول مرة في عام 2017 باستخدام نظام Kilodegree Extremely Little Telescope ، أو KELT ، المكون من تلسكوبين آليين في جنوب أريزونا وجنوب إفريقيا. استخدم الباحثون Spitzer للحصول على ملامح درجة الحرارة. تظهر البيانات أن KELT-9b يدور حول نجمه كل 1.5 يوم. إنه مغلق تدريجيًا ، مما يعني أن جانبًا واحدًا من الكوكب يواجه الشمس باستمرار.

ومع ذلك ، يتدفق الغاز والحرارة من جانب إلى آخر. يشير أفضل توافق بين نماذج الكمبيوتر وملاحظات سبيتزر إلى أن جزيئات الهيدروجين يتمزق في جانب النهار ثم يُعاد تجميعها في عملية تُعرف باسم التفكك وإعادة التركيب.

& # 8220 إذا لم تكن & # 8217t في حساب تفكك الهيدروجين ، فستحصل على رياح سريعة جدًا تبلغ 60 كيلومترًا (37 ميلًا) في الثانية ، & # 8221 قال مانسفيلد. & # 8220 ربما هذا & # 8217 غير مرجح. & # 8221


شاهد الفيديو: هذا الشيء الغريب يجعل الأرض تفقد 50,000 طن من وزنها سنويا (شهر نوفمبر 2021).