کشف سیاره‌ای سوزان با «ضدآفتاب غول‌پیکر» توسط جیمز وب
به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از «ساینس دیلی» (Science Daily)؛ این سیاره فراخورشیدی که «TOI-۵۶۱ b» نام دارد، به کمک تلسکوپ فضایی جیمز وب بررسی شده است. یافته‌های پژوهشگران نشان می‌دهد این سیاره حدود ۷۵ درصد از نور ستاره میزبان خود را بازتاب می‌دهد. به نظر می‌رسد ابر‌هایی از مواد معدنی در جوّ آن، بخشی از این نور را پیش از رسیدن به سطح بازمی‌تابانند و مانع گرم‌شدن بیشتر سیاره می‌شوند.
سیاره‌ای که نباید هنوز جو داشته باشد
سیاره TOI-۵۶۱ b از جنس سنگ است و به ستاره خود بسیار نزدیک است. شرایط آن چنان داغ و خشن است که انتظار می‌رفت تابش شدید ستاره، طی میلیارد‌ها سال، گاز‌های اطراف سیاره را به فضا بفرستد و جوّ آن را از بین ببرد.
اما مشاهدات تازه تصویر دیگری ارائه می‌کنند؛ به نظر می‌رسد این سیاره هنوز جوّی قابل‌توجه دارد. وجود چنین جوی این پرسش را مطرح می‌کند که چگونه توانسته است در برابر تابش شدید ستاره‌اش دوام بیاورد.
آنجالی پیت، اخترفیزیک‌دان دانشگاه بیرمنگام و از پژوهشگران این مطالعه، می‌گوید این یافته با پیش‌بینی‌های کنونی درباره سیاره‌های سنگی‌ای که در معرض تابش شدید قرار دارند، سازگار نیست. انتظار می‌رفت سیاره‌ای مانند TOI-۵۶۱ b میلیارد‌ها سال پیش جوّ خود را از دست داده باشد، اما شواهد نشان می‌دهند که هنوز جوّی چشمگیر دارد.
دانشمندان هنوز نمی‌دانند این جوّ دقیقاً از چه گاز‌هایی تشکیل شده است. یکی از احتمال‌ها، وجود لایه‌ای ضخیم از دی‌اکسید کربن است؛ چیزی شبیه جوّ زهره، اما در شرایطی بسیار داغ‌تر. احتمال دیگر، غلبه دی‌اکسید گوگرد است؛ گازی که از فعالیت‌های آتشفشانی نیز آزاد می‌شود و در قمر آیو، یکی از قمر‌های مشتری، وجود دارد.
ابر‌هایی که مثل ضدآفتاب عمل می‌کنند
پیش از این، اندازه‌گیری‌ها نشان داده بودند که سمت روزِ سیاره، یعنی بخشی که همیشه رو به ستاره قرار دارد، خنک‌تر از حد انتظار است. اگر سطح سیاره تیره و سنگی بود و تقریباً تمام تابش ستاره را جذب می‌کرد، باید دمای بسیار بالاتری می‌داشت.
برای بررسی علت این تفاوت، پژوهشگران با تلسکوپ جیمز وب سیاره را در طول مدارش زیر نظر گرفتند. آنها توانستند برای نخستین بار اطلاعاتی درباره سمت شبِ آن نیز به دست آورند؛ بخشی که هیچ‌گاه نور مستقیم ستاره را دریافت نمی‌کند.
اندازه‌گیری‌ها نشان دادند که انتقال گرما به سمت شب به‌تنهایی نمی‌تواند توضیح دهد چرا سمت روز سیاره آن‌قدر که انتظار می‌رفت داغ نیست. به نظر می‌رسد بخش بزرگی از نور ستاره پیش از آنکه سطح سیاره را گرم کند، به فضا بازتاب داده می‌شود.
بر اساس محاسبات پژوهشگران، TOI-۵۶۱ b حدود ۷۵ درصد نور دریافتی از ستاره خود را بازمی‌تاباند؛ مقداری چشمگیر که با بازتابندگی بالای زهره قابل‌مقایسه است.
یکی از توضیح‌های احتمالی، وجود ابر‌هایی متشکل از مواد معدنی سیلیکاتی در جوّ سیاره است. این ابر‌ها ممکن است حاوی موادی مانند دی‌اکسید سیلیسیم و سیلیکات منیزیم باشند؛ ترکیباتی که در شرایط بسیار داغ می‌توانند در قالب ابرهای معدنی حضور داشته باشند.
اگر چنین ابر‌هایی وجود داشته باشند، مانند یک لایه بازتابنده عمل می‌کنند و بخش زیادی از نور ستاره را پیش از رسیدن به سطح به فضا برمی‌گردانند؛ درست مانند ضدآفتابی طبیعی که مانع جذب بخشی از انرژی تابشی می‌شود.
«لیسا دانگ»، استاد دانشگاه واترلو در کانادا و سرپرست این پژوهش، می‌گوید گروه تحقیقاتی با بررسی تغییرات روشنایی و گرمای سیاره در طول مدارش، توانسته است سرنخ‌هایی از ویژگی‌های جوّ آن به دست آورد.
این روش که «منحنی فاز» نام دارد، تغییرات نور و گرمای مشاهده‌شده از سیاره را در موقعیت‌های مختلف مداری بررسی می‌کند. نتایج نشان می‌دهند که سیاره مقدار زیادی از نور ستاره را بازتاب می‌دهد و گرما نیز در سراسر آن جابه‌جا می‌شود، نه اینکه فقط در سمت روز باقی بماند. هر دو ویژگی با وجود جوّ سازگارند.
آیا اقیانوسی از سنگ مذاب جوّ سیاره را حفظ می‌کند؟
توضیح احتمالی دیگر برای دوام جوّ TOI-۵۶۱ b، سطح غیرمعمول آن است. این سیاره ممکن است اقیانوسی سراسری از سنگ مذاب داشته باشد؛ اقیانوسی که می‌تواند به‌طور مداوم گاز‌هایی را از درون سیاره آزاد کند و به جوّ آن برساند.
در چنین شرایطی، جوّ سیاره فقط ذخیره‌ای از گاز‌های باقی‌مانده از گذشته نیست، بلکه ممکن است پیوسته با مواد تازه‌ای که از درون مذاب سیاره خارج می‌شوند، جایگزین شود. این فرایند می‌تواند توضیح دهد که چرا جوّ آن با وجود میلیارد‌ها سال تابش شدید، هنوز پابرجاست.
این احتمال با شواهد پیشین گروه پژوهشی نیز هم‌خوانی دارد؛ شواهدی که نشان می‌دادند جوّ ضخیم سیاره ممکن است از گاز‌های آزادشده از بخش مذاب درون آن تغذیه شود.
با این حال، پژوهشگران هنوز نمی‌دانند TOI-۵۶۱ b بیشتر شبیه نسخه‌ای بسیار داغ از زهره است یا به قمر آیو شباهت دارد؛ جرمی آتشفشانی که فعالیت‌های آتشفشانی شدیدی در آن جریان دارد.
جیمز وب به دنبال پاسخ‌های بعدی است
برای روشن‌شدن ترکیب شیمیایی جوّ این سیاره و فهمیدن چگونگی بقای آن، پژوهشگران قصد دارند مشاهدات بیشتری با تلسکوپ جیمز وب انجام دهند. بررسی سیاره در طول موج‌های بلندتر می‌تواند اطلاعات دقیق‌تری درباره گاز‌های موجود در جوّ آن فراهم کند.
لیسا دانگ می‌گوید یکی از پرسش‌های اصلی این است که آیا جوّ TOI-۵۶۱ b بیشتر به جوّ زهره شباهت دارد یا نمونه‌ای بسیار افراطی از محیط آیو است. مشاهدات آینده ممکن است به دانشمندان کمک کند بفهمند سیاره‌ای با چنین دمای بالایی چگونه توانسته است جوّ خود را برای میلیارد‌ها سال حفظ کند.
این یافته‌ها هنوز وجود ابرهای معدنی یا سازوکار دقیق حفظ جوّ را به‌طور قطعی ثابت نمی‌کنند، اما نشان می‌دهند که حتی در یکی از خشن‌ترین محیط‌های شناخته‌شده سیاره‌ای، جوّ می‌تواند رفتاری پیچیده‌تر از پیش‌بینی‌های اولیه داشته باشد.
انتهای پیام/