تلسکوپ جیمز وب موفق به کشف اتمسفر در یک سیاره سنگی شد
منبع تصویر، NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
تلسکوپ فضایی جیمز وب شواهد اتمسفر را در یک سیاره سنگی بزرگتر از زمین به نام «۵۵ کنکری ای» یافته است. این سیاره به علت حرارت بالا قابل سکونت نیست.
این سیاره، که فقط ۴۱ سال نوری از زمین فاصله دارد، یکی از پنج جرمی است که وجودشان در مدار یک ستاره شبیه به خورشید در صورت فلکی «خرچنگ» (یا سرطان) تایید شده است.
این بهترین شواهد تا امروز از وجود جو در یک سیاره ورای منظومه شمسی است و میتواند پیشرفتی عمده در جستوجو برای یافتن سیارات قابل سکونت در سایر نقاط کهکشان ما باشد.
تیمی از اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ جیمز وب جو این سیاره را کشف کردند.
نکته مهم در مورد کشف تازه این است که نشان میدهد یک سیاره سنگی که در معرض دمای سوزان و تشعشعات ستاره مرکزی قرار دارد همچنان میتواند اتمسفری گازی داشته باشد.
۵۵ کنکری ای (55Cancri e) یک ابرزمین است، به این معنی که از نظر ترکیب به سیارات سنگی منظومه ما شباهت دارد.
با این حال قطر آن دو برابر زمین است و چگالی آن کمی بالاتر است.
این سیاره همچنین آنقدر به ستاره مرکزی نزدیک است که سطح آن احتمالا پوشیده از اقیانوس عمیقی از مواد مذاب است.
۵۵ کنکری ای هر ۱۸ ساعت یک بار دور ستاره مرکزی میگردد که در مقایسه با ۳۶۵ روز زمین خیلی کوتاه است.
به علاوه این سیاره در یک «قفل کشندی» گیر کرده است. قمر زمین، ماه، هم چنین است و ما فقط یک روی آن را میبینیم.
منبع تصویر، NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)
به این ترتیب یک روی سیاره همیشه در تاریکی به سر میبرد، و روی دیگر بی وقفه در معرض حرارت و تشعشعات ستاره مرکزی است.
برایس اولیویه دیموری، از مرکز فضا و قابلیت سکونت سیاساچ در دانشگاه برن سوئیس و از نویسندگان این مطالعه که در نشریه نیچر چاپ شده، میگوید: «۵۵ کنکری ای یکی از اسرارآمیزترین سیارات خارجی است.»
«علیرغم رصد گسترده با بیش از ده تلسکوپ زمینی و فضایی در یک دهه اخیر، ماهیت واقعی آن قابل شناسایی نبود، تا اینکه بالاخره الان میتوانیم تکههای این پازل را به لطف تلسکوپ جیمز وب کنار هم بچینیم.»
کشف چگونه انجام شد
تلسکوپ وب تغییرات در نور ستاره مرکزی هنگام عبور ۵۵ کنکری ای را اندازه گرفت.
دوربین نیرکم تلسکوپ و ابزار میری طیفهای پایینی و میانی نور فروسرخ ساطع شده از سیاره را ثبت کردند.
این تیم روشنایی ستاره را زمانی که «۵۵ کنکری ای» در پشت ستاره قرار داشت اندازه گرفت، بعد روشنایی ستاره و سیاره را با هم اندازه گرفت.
مقایسه این دو به آنها امکان داد نور فروسرخ ساطع شده از روی روشن سیاره را حساب کنند.
منبع تصویر، ESA/Hubble
تصاعد حرارتی ۵۵ کنکری ای (انرژی حرارتی به صورت نور فروسرخ) نشانه آن است که سیاره ممکن است اتمسفر داشته باشد.
اگر سیاره پوشیده از سنگهای مذاب تیره بود و اتمسفری رقیق داشت یا اصلا اتمسفر نداشت، دمای آن حدود ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد میبود.
رِنییو هو از آزمایشگاه رانش جت ناسا، که تیم تحقیق را هدایت کرده است، میگوید: «در عوض، دادههای میری نشان داد که دمای آن نسبتا کم یعنی حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد است.»
«این نشانهای قوی است از این که انرژی روی روشن سیاره به روی تاریک آن منتقل میشود، که به احتمال زیاد از طریق یک اتمسفر آکنده از مواد فراّر است.»
این واقعیت که روی روشن «۵۵ کنکری ای» چندصد درجه سانتیگراد خنکتر از آن است که باید باشد، از دیگر شواهد وجود یک اتمسفر است.
این نشان میدهد که نور فروسرخ ساطح شده از سطح سیاره توسط اتمسفر آن جذب می شود.
اتمسفر از کجا می آید؟
تیم تحقیق میگوید گازهایی که این سیاره را دربرمیگیرد در عمق آن تولید میشود.
هرگونه اتمسفر اولیه در اثر حرارت و تشعشعات ستاره مرکزی از بین رفته است.
اتمسفر ردیابی شده احتمالا یک اتمسفر به اصطلاح ثانوی است، که در اثر بخار گاز از اقیانوس مواد مذاب شکل گرفته است.
۵۵ کنکری ای داغتر از آن است که قابل سکونت باشد، اما این مطالعه نشان میدهد که اخترشناسان اکنون میتوانند سیارات سنگی را مطالعه کنند.
آقای هو میگوید: «در نهایت، ما میخواهیم درک کنیم که چه شرایطی لازم است تا یک سیاره سنگی اتمسفری پایدار از گازها داشته باشد، چون اینها عناصر کلیدی برای یک سیاره قابل سکونت هستند.»
