تلسکوپ فضایی جیمز وب سیاره فراخورشیدی مرموز را مطالعه می‌کند!!

سیاره فراخورشیدی “مینی نپتون” که در فاصله 48 سال نوری از ما کشف شده است، به هیچ چیز در منظومه شمسی خودمان شباهت ندارد.

 (اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC))

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) نگاهی عمیق‌تر به سیاره‌ای مرموز خارج از منظومه شمسی انداخته است که شبیه هیچ چیز در منظومه سیاره‌ای ما نیست.

سیاره فراخورشیدی یا سیاره فراخورشیدی که Gliese 1214 b (GJ 1214 b) نامیده می‌شود، “مینی نپتون” است، سیاره‌ای کم‌جرمتر از غول یخی منظومه شمسی نپتون، اما هنوز حدود دو تا چهار برابر زمین است. با وجود اینکه مینی‌نپتون‌ها رایج‌ترین نوع سیاره‌ای هستند که در کهکشان راه شیری یافت می‌شوند، اما به طرز عجیبی در منظومه شمسی ما وجود ندارند. در نتیجه، اخترشناسان اطلاعات کمی در مورد این دنیاها دارند. به همین ترتیب، رصد Gliese 1214 b به دلیل اتمسفر بسیار انعکاسی آن دشوار بوده است (تا زمانی که JWST نگاه قدرتمند خود را به سمت جهان بیگانه معطوف کرد).

الیزا کمپتون، نویسنده ارشد تحقیق و ستاره‌شناس سیاره فراخورشیدی دانشگاه مریلند، در بیانیه‌ای گفت: “سیاره کاملاً توسط نوعی مه یا لایه ابر پوشیده شده است.”

کمپتون اضافه کرد که اگر GJ 1214 b واقعاً دارای اتمسفر غنی از آب است، ممکن است این سیاره فراخورشیدی در گذشته دور خود یک «دنیای آبی» بوده باشد (یک سیاره فراخورشیدی مملو از مقادیر زیادی مواد آبکی و یخی در زمان شکل‌گیری آن).

این سیاره فراخورشیدی که در فاصله 48 سال نوری از زمین یافت شده است، بر خلاف سیاره یخی بسیار داغ است که نام آن دسته سیاراتی است که GJ 1214 b به آن تعلق دارد. در نتیجه، ستاره‌شناسان انتظار ندارند اقیانوسهای آب مایع را در GJ 1214 b بیابند، اما بر این باورند که اتمسفر سیاره همچنان ممکن است از مقدار زیادی بخار آب تشکیل شده باشد. این پوشش ضخیم و بخاردار به این سیاره فراخورشیدی بسیار انعکاسی کمک کرده تا هاله اسرارآمیز خود را حفظ کند.

این تیم از ترکیب جدیدی از رویکردها برای نگاه کردن به پوسته ضخیم اتمسفر GJ 1214 b در حین چرخش به دور ستاره والد ستاره کوتوله قرمز خود Gliese 1214 استفاده کرد که تنها در 1.6 روز زمینی دور آن می‌چرخد.

GJ 1214 b به صورت جزر و مدی قفل است، به این معنی که یک “سمت روز” دائماً رو به ستاره و یک “سمت شب” دائمی دارد که همیشه به سمت  فضا قرار دارد. تماشای سیاره در حالی که در پشت ستاره‌اش ناپدید می‌شود و بعداً در سمت دیگر ظاهر می‌شود، به اخترشناسان اجازه می‌دهد هر دو طرف روز و شب آن را ببینند و در نتیجه جو آن را با جزئیات بهتری مشاهده کنند.

کمپتون می‌گوید: «توانایی رسیدن به مدار کامل برای درک چگونگی توزیع گرما از روز به سمت شب واقعاً حیاتی بود. “تضاد زیادی بین روز و شب وجود دارد. سمت شب سردتر از روز است.”

این تیم با استفاده از ابزار مادون قرمز میانی JWST (MIRI) که نور را از بخش فروسرخ طیف الکترومغناطیسی می‌بیند، درست فراتر از طول موج‌های نور مرئی که چشمان ما می‌توانند ببینند، تیم یک “نقشه گرمایی” از GJ 1214 b در حین چرخش به دور ستاره ایجاد کرد که نشان داد که دمای روز در این سیاره به 535 درجه فارنهایت (279 درجه سانتیگراد) می‌رسد، در حالی که دما در سمت شب GJ 1214 b به 326 درجه فارنهایت (65 درجه سانتیگراد) کاهش می‌یابد.

این تغییر قابل توجه دما به تیم گفت که جو آن باید از مولکول های سنگین‌تر مانند آب یا متان تشکیل شده باشد (تا مولکول‌های هیدروژن سبک‌تر). مشاهدات MIRI نیز این موضوع را تأیید کرد و سرنخی در مورد تشکیل GJ 1214 b ارائه کرد.

کمپتون گفت: «این یک اتمسفر اولیه نیست. “ترکیب ستاره میزبانی را که در اطراف آن شکل گرفته است منعکس نمی‌کند. در عوض، اگر با اتمسفر غنی از هیدروژن شروع شود، یا مقدار زیادی هیدروژن از دست داده است، یا در ابتدا از عناصر مواد غنی سنگینتر تشکیل شده است. “

یکی از شگفتی‌هایی که وقتی آنها GJ 1214 b را با JWST مورد مطالعه قرار دادند، این واقعیت بود که مینی‌نپتون، علیرغم اینکه بسیار داغتر از سیاره‌ای مانند زمین است، هنوز بسیار خنک‌تر از چیزی است که آنها انتظار داشتند. آنها فکر می‌کنند این خنکی نسبی به این دلیل است که جو “براق” این سیاره فراخورشیدی مقدار زیادی از نوری را که از ستاره کوتوله قرمز مادرش به آن می تابد را منعکس می‌کند.

اخترشناسان همچنین به سرنخ هایی‌دست یافتند که نشان می‌دهد GJ 1214 b ممکن است دورتر از ستاره خود شکل گرفته باشد که مدار نزدیک آن در حال حاضر برای آن به ارمغان می‌آورد. همانطور که مارپیچ به سمت داخل می‌رفت، دما می‌توانست به طور چشمگیری در این سیاره افزایش یابد و یخ و آب مایع را بجوشاند و جوی پر از بخار آب ایجاد کند.

کمپتون گفت: “ساده‌ترین توضیح، اگر سیاره‌ای بسیار غنی از آب پیدا کنید، این است که دورتر از ستاره میزبان شکل گرفته است.”

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

James Webb Space Telescope studies mysterious exoplanet with a possible watery past

By Robert Lea

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-mini-neptune-exoplanet