آب و متان در جو یک مشتری گرم کشف شد

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، تلسکوپی فضای جیمز وب(JWST) متان و بخار آب را در جو یک دنیای مشتری‌مانند که در فاصله ۱۶۳ سال نوری از ما قرار گرفته، شناسایی شده است.

فضای تلسکوپی فروسرخ قدرتمند ناسا در حالی که این سیاره فراخورشیدی موسوم به WASP-۸۰ ب هر سه روز یک بار به دور ستاره میزبانش می‌چرخید، این مولکول‌ها را شناسایی کردند.

ستاره‌شناسان با استفاده از این فضای تلسکوپی برای تماشای این سیاره فراخورشیدی از روی ستاره کوتوله سرخ مادر خود که تقریباً هر سه روز زمینی یک بار به دور آن می‌چرخد، این کشف را انجام داد.

اخترشناسان بخار آب را در حدود ۱۲ سیاره مشاهده کرده‌اند، اما کشف متان با استفاده از تشخیص‌پذیری بر فضا – معمولاً در جو‌های منظومه شمسی دوست‌دار، ز، حل اورانوس و نپتون یافت می‌شود – بسیار نادر بوده است.

این همان کاری است که یک تیم پژوهشی شامل لوئیس ولبنکس و مایکل لاین از دانشکده زمین و اکتشاف فضای دانشگاه ایالتی آریزونا و تیلور بل پژوهشگر موسسه تحقیقات محیطی BAERI اکنون با تلسکوپی فضای جیمز وب انجام داده است.

ولبنکس میگوید: این اولین باری بود که ما چنین ویژگی هایی را با چشمان خود در یک سیارات فراخورشیدی در حال گذر مشاهده می‌کردیم و بسیار بی‌شباهت به چیزی که نیم قرن پیش در سیارات غول پیکر منظومه شمسی دیده می‌شد، نبود.

در واقع این اولین بار نیست که جیمز وب متان را در جو یک سیاره کشف می کند. به عنوان مثال، این تلسکوپ فضایی اوایل سال جاری چنین مولکول‌هایی را در اطراف یک سیاره فراخورشیدی به نام K12-18b کشف کرد.

سوزنی در انبار کاهان

سیاره فراخورشیدی WASP-۸۰ b به عنوان یک سیاره «مشتری گرم»، طبقه بندی می‌شود، زیرا باید به اصطلاح سرد به ستاره مادر نزدیک باشد، اما همچنان از مشتریان به سرد به ستاره میزبان خود نزدیکتر است. گفتنی است که سیاره مشتری اصلی است که بزرگترین سیاره منظومه شمسی ما و یک غول گازی است که نام این دسته از سیارات از آن وام گرفته می شود، از نظر فنی در واقع یک «مشتری سرد» است.

به دلیل این نزدیکی نسبی، تمایز WASP-80 b از ستاره کوتوله سرخ آن کار آسیب می‌بیند و این کار نشان می‌دهد که نشان دهنده‌های بالای این تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری است، چرا که در این مورد، معادل دیدن یک موی انسان از فاصله زیادی است. ۱۴.۵ کیلومتری است.

مشکل اختراع برای مقابله با این چالش دارند. آنها منتظر ماندند تا WASP-۸۰ b از ستاره کوتوله سرخی که به دور آن می‌چرخد، عبور کند. سپس جمعی مرتبط با این سیاره را مشاهده کردند.

از آنجایی که عناصر و مولکول‌های شیمیایی، نور را در طول موج‌های خاص جذب می‌کنند، با نگاه کردن به ترکیب‌های ترکیبی و مقایسه آن با گروه‌های انفرادی، نشانه‌های مشخص از مولکول‌های خاص در جو سیاره درمی‌آیند.

ولبنکس می‌گوید: با استفاده از این روش گذر، زمانی که سیاره در مقابل ستاره حرکت کرد، منظومه را دید که باعث شد نور ستاره‌ای که می‌بینیم کمی کم شود. این شبیه به شخصی است که در مقابل یک لامپ عبور می کند و نور آن کم می شود.

وی افزود: در این مدت، حلقه نازکی از جو سیاره در اطراف مرز روز/شب سیاره توسط ستاره روشن می‌شود و در رنگ‌های خاصی از نور که مولکول‌های موجود در جو سیاره نور را جذب می‌کنند، جو ضخیم‌تر به نظر می‌رسد. و نور ستاره بیشتر می‌کند و در مقایسه با سایر طول موج‌هایی که به نظر می‌رسد، تیرگی‌تری ایجاد می‌کند.

وی ادامه داد: این روش به روشی شبیه به ما کمک می‌کند با دیدن اینکه کدام رنگ‌های نور مسدود شده‌اند، بفهمیم جو سیاره از چه ساخته شده است.

اما پژوهشگران به همین جا بسنده نکردند. آنها از روش دیگری هم برای سنجش جو WASP-۸۰ b استفاده کردند.

در حین شکار متان، گرم می شود

سیاره WASP-۸۰ b مانند تمام سیارات دیگر، مقداری از نور خود را به شکل تابش گرمایی ساطع می کند و هم طول موج و هم شدت این نور را به سیاره می کند.

نزدیکی سیاره WASP-۸۰ b به ستاره‌اش، سطح آن را به ۵۵۲ درجه سانتی‌گراد می‌رساند. این در مقایسه با معمولی یک مشتری داغ(۱۱۷۷ درجه سانتیگراد) و دمای سرد دمای ما با دمای ۱۴۸ درجه سانتی‌گراد در حد وسط قرار می‌گیرد.

مشتریان گرم و داغ به صورت کشندی در مدار ستارگان خود قفل می‌شوند، به این معنی که آنها دارای سمت‌های روز دائمی و گرم‌تر هستند که همیشه رو به ستاره هستند و یک نیمه‌ی همیشه شب نیز دارند که همیشه رو به فضا و خنک‌تر هستند.

قبل از سیاره WASP-80 b از ستاره خود عبور می کند، سمت روز آن هم به سمت ستاره و هم به سمت زمین است، به این معنی که با اندازه گیری افت نوری که از ستاره در طول کسوف می‌آید، نور فروسرخ که از سیاره است. در نتیجه گسیل‌های حرارتی آن می‌شود. این به ستاره شناسان «طیف خورشید گرفتگی» با الگوهای جذب نور به مولکول‌های موجود در جو سیاره می‌دهد که این الگوها را به عنوان کاهش نور در طول موج‌های خاص ظاهر می‌کند.

بهترین از هر دو جهان

ترکیب داده‌های کسوف و گذر به تیم این امکان را می‌دهد تا ببینند چه مقدار نور توسط جو WASP-۸۰ b در طول موج‌های مختلف مسدود و منتشر شده است. سپس پژوهشگران از دو مدل مختلف برای شبیه‌سازی جو سیاره‌ای مانند WASP-b در شرایط متلاطم دوست داشتنی گرم استفاده می‌کنند.

یک مدل، سختگیرانه بود که فیزیک و شیمی موجود را برای تعیین سطوح متان و آب که چنین جهانی می‌توان انتظار داشت، محاسبه کرد. مدل‌های دیگر مقبول‌تر بود و میلیون‌ها ترکیبی از متان و آب فراوان و دما را برای یافتن دستور العملی که به بهترین وجه با داده‌ها مطابقت دارد، امتحان کرد. مقایسه داده های گذر و کسوف با هر دو مدل، پژوهشگران را به یک نتیجه واضح و یکسان هدایت کرد.

آنها اعلام کردند که به طور قطع متان در جو WASP-۸۰ ب وجود دارد.

مایکل لاین توضیح داد: قبل از جیمز وب، متان انتظارات مبنی بر اینکه می‌توانم با تلسکوپ فضایی هابل در چند سیاره شناسایی شود، یافت نشد. این فقدان ردیابی‌ها باعث ایجاد انبوه از ایده‌ها از ذرات کربنی گرفته تا تخریب فتوشیمیایی آن و اختلاط عمیق گاز متان شده بود.

گام بعدی این است که بررسی می‌کند که ترکیب شیمیایی WASP-80 را می‌توان به تاریخچه ویژگی‌ها، شکل‌گیری و شکل‌گیری این سیاره فراخورشیدی که به تعداد زیادی متان و آب است، می‌شناسد، بررسی کرد.

مطالعاتی به این تیم اجازه می‌دهد تا چیزهایی مانند مشابه کند کربن اتمسفر به را نیز استنباط کند. این نسبت، چیزی است که دقیقاً بر اساس مکان شکلگیری سیاره در اطراف یک ستاره متفاوت است. قنه ماتوناند آشکnd کnah آیah wasp-al b ddr جaیی کhah کnahsthe thahth thadhare athnکhahahahahahahehhahehhahhahhahhahahhahahahhahhahhahhahhah مترولد

این تیم همچنین مشتری‌های گرم خارج از ظروف شمسی را با اتمسفر سیاراتی که به دور خورشید می‌چرخند، مقایسه می‌کند و نمونه‌ها را جمع‌آوری می‌کند توسط ماموریت‌های فضایی که قبلاً از مشتری و محل بازدید کرده‌اند، به کار می‌برند.

ولبنکس در پایان گفت: متان نه تنها گاز مهمی در ردیابی ترکیبات جوی و شیمی در سیارات غول‌پیکر است، بلکه فرض بر این است که در ترکیب با آن، نشانه‌هایی از زیست‌شناسی باشد. یکی از مأموران کلیدی ناسا از جیمز وب موسوم به «رصدخانه جهان‌های قابل سکونت»، جستجوی گازهایی مانند تجهیزات و متان در سیارات زمین‌مانند در اطراف ستاره‌های خورشیدهایمانند است.

این پژوهش در مجله Nature منتشر شده است.

انتهای پیام