بیگ بنگ: دانشمندان با استفاده از تلسکوپ جیمز وب توانستند اجزای جو یک سیارۀ فراخورشیدی در فاصله 40 سال نوری از زمین را شناسایی کنند.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از همشهری آنلاین، سیاره‌ای با جرمی ۲۰ برابر مشتری که 40 سال نوری از زمین فاصله دارد، دارای دمایی است که می‌تواند به سرعت آلومینیوم را ذوب کند، و یک مدار ۱۰ هزار ساله با نه یک، بلکه دو ستاره دارد. و البته تحت حملات دائمی و شدید طوفان شن است.

اخترشناسان از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای به دست آوردن دقیق‌ترین داده‌ها از این جرم سیاره‌ای استفاده کردند. این تصاویر ابرهایی از دانه‌های سیلیکات را نشان می‌دهد که در جو آن سیاره به نام «VHS ۱۲۵۶ b» در حال گردش هستند.

این کشف که سال گذشته منتشر شد، فرآیند بررسی همتایان را طی کرده و در مجله «The Astrophysical Journal Letters» منتشر شده است. علاوه بر این، تیم تحقیقاتی بسیاری از اجزای جو این سیاره را شناسایی کردند. این موارد شامل رد متان، مونوکسید کربن، آب و دی‌اکسید کربن است.

“پل مولیر” اخترفیزیکدان موسسه نجوم ماکس پلانک آلمان، می‌گوید: «هیچ تلسکوپ دیگری این همه ویژگی را به طور هم‌زمان برای یک هدف شناسایی نکرده است. ما مولکول‌های زیادی را در یک طیف ارسال شده از جیمز وب می‌بینیم که جزئیات ابرهای دینامیکی و سیستم‌های آب‌وهوای سیاره را نشان می‌دهد.»

سیاره VHS ۱۲۵۶ b تا حدودی یک معما است. جرم آن در مرز بین سیارات غول پیکر و کوتوله‌های قهوه‌ای قرار می‌گیرد، «ستاره‌های شکست‌خورده» که برای همجوشی هیدروژن به اندازه کافی جرم ندارند، اما می‌توانند ایزوتوپ هیدروژن سنگین‌تر دوتریوم را در هسته‌های خود همجوشی کنند که دما و فشار همجوشی کمتری نسبت به هیدروژن دارند.

کوتوله‌های قهوه‌ای معمولا مانند ستاره‌ها تشکیل می‌شوند: یک هسته متراکم از مواد در ابری از گاز و غبار فرو می‌رود و سپس برای رشد مواد بیشتری را می‌مکد. همجوشی دوتریوم یک مرحله میانی در رشد ستاره است، اما برخی از ستاره‌ها – کوتوله‌های قهوه‌ای – در آن نقطه رشد نمی‌کنند و به همان شکلی که هستند، می‌مانند.

از سوی دیگر، تصور می‌شود که سیارات از مواد باقیمانده پس از شکل‌گیری یک ستاره، تشکیل می‌شوند و در کنار هم قرار می‌گیرند تا به یک سیاره تبدیل شوند. البته از نظر تئوری، سیارات نیز می‌توانند از مدل فروپاشی ابری تشکیل شوند.

“بریتانی مایلز” اخترشناس از دانشگاه آریزونا، که سرپرستی تیم تحقیقاتی بین المللی را بر عهده داشت، گفت: « سیاره VHS ۱۲۵۶ b حدود چهار برابر دورتر از فاصله پلوتو از خورشید ما از ستاره‌های خود فاصله دارد، که آن را به یک هدف عالی برای جیمز وب تبدیل می‌کند. این بدان معناست که نور سیاره با نور ستاره‌هایش مخلوط نشده است.»

محدودۀ مشاهده جیمز وب فروسرخ و فروسرخ نزدیک است، محدوده‌ای که شامل تابش حرارتی است. و این سیاره بسیار جوان است، تنها ۱۵۰ میلیون سال سن دارد و هنوز در فرآیند شکل‌گیری حرارت بسیار بالایی دارد. دمای جوِ آن، جایی که ابرهای شنی را می‌توان مشاهده کرد، به ۸۳۰ درجه سانتیگراد می‌رسد.

این دما به همراه گرانش کم آن، چیزی است که اتمسفرش را بسیار متلاطم می‌کند. دانشمندان نور شناسایی‌شده توسط جیمز وب را تجزیه و تحلیل و طیف را با جزئیات دقیق مطالعه کردند. آن‌ها گازهای مختلفی را که در اتمسفر این جرم یافتند شناسایی کردند و دریافتند ابرهای شنی که دائما در حال تغییرند، احتمالا از انستاتیت، فورستریت یا کوارتز تشکیل شده‌اند.

داده‌ها به قدری دقیق هستند که محققان توانستند اندازه‌های مختلف دانه‌ها را نیز شناسایی کنند: از دانه‌های ریزتر مانند ذرات دود گرفته تا دانه‌های بزرگتر مانند شن. محققان فرض کردند این دانه‌های بزرگ‌تر آن‌قدر سنگین هستند که نمی‌توانند در اتمسفر بالایی باقی بمانند و با بالا آمدن ذرات کوچک‌تر، دوباره به داخل می‌بارند.

این یک تغییر چشمگیر در روشنایی جهان در طول روز ۲۲ ساعته سیاره ایجاد می‌کند، که نشان می‌دهد ابرهای سیلیکات ممکن است مکانیزم رایجی برای ایجاد چنین تغییراتی در کوتوله‌های قهوه‌ای باشد. این تیم معتقد است که مشاهدات را می‌توان به راحتی برای کوتوله‌های قهوه‌ای دیگر هم در نظر گرفت که می‌تواند به ما کمک کند تا در مورد این اشیاء عجیب بیشتر بدانیم. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: NASA