کشف شگفت‌انگیز جیمز وب در «سیاره صورتی»/ دنیایی کاملاً ناشناخته

شگفتی‌های یک سیاره صورتی توسط تلسکوپ فضایی «جیمز وب» کشف شد.

کد خبر: ۲۱۴۵۵۵۹

۳۱ خرداد ۱۴۰۵

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از فرارو، ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی «جیمز وب» کشف کرده‌اند که «سیاره صورتی» معروف، شگفتی شورانگیز و شیمی جوی عجیب و غریبی را در خود جای داده است. این کشف، پیشرفتی در مطالعه اجرام سرد فراتر از منظومه شمسی است.

جرم «GJ۵۰۴b» ملقب به «سیاره صورتی» که ابتدا در سال ۲۰۱۳ کشف شد، به دور ستاره‌ای خورشیدمانند در فاصله حدود ۵۷ سال نوری از زمین می‌چرخد. این «سیاره صورتی» با جرمی حدود ۲۵ برابر مشتری، ممکن است برخلاف نامش، اصلاً سیاره نباشد. در عوض، ممکن است یک کوتوله قهوه‌ای باشد؛ یعنی یک ستاره شکست‌خورده که مانند یک ستاره تشکیل شده است، اما نتوانسته جرم کافی برای دستیابی به همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم در هسته خود را جمع‌آوری کند.

بنابراین، ستاره‌شناسان از آن به عنوان «همراه جرم سیاره‌ای» یاد می‌کنند، به این معنی که جرمی به اندازه سیاره در حال چرخش به دور یک ستاره مادر است.

«GJ۵۰۴b» همچنان یکی از سردترین اجرام سیاره‌ای با «همراه جرم سیاره‌ای» است. همراهانی که با استفاده از تلسکوپ‌های زمینی کشف شده‌اند، دمایی حدود ۲۹۰ درجه سانتیگراد دارند. اگرچه این دما هنوز هم آن را به اندازه کافی برای مثلا پخت نان، داغ می‌کند، اما اکنون داده‌های تلسکوپ فضایی «جیمز وب» (JWST) نشان می‌دهد که این سیاره یک ماده کلیدی برای پخت نان نیز دارد و آن، نمک موجود در ابر‌های جوی آن، برخلاف هر چیزی که ستاره‌شناسان قبلاً دیده‌اند، است.

آنیش بابوراج (Aneesh Baburaj)، رهبر این تیم تحقیقاتی از دانشگاه نورث وسترن در بیانیه‌ای گفت: سیاره صورتی سردترین همراه کشف شده با استفاده از ابزار‌های زمینی است. بسیاری از تیم‌ها در سراسر جهان مشاهدات تکمیلی را برای مطالعه نور آن انجام دادند، اما برای ابزار‌های زمینی بسیار کم‌نور بود. این امر آن را به هدفی عالی برای «جیمز وب» تبدیل کرد.

وی افزود: وقتی بالاخره طیف آن را به دست آوردیم، خیلی جالب به نظر می‌رسید، اما وقتی شروع به بررسی عمیق‌تر داده‌ها کردیم، متوجه شدیم که شبیه به هیچ چیز دیگری که قبلاً تجزیه و تحلیل کرده‌ایم، نیست.

سیاره صورتی، سرد و قدیمی است

این تیم با اندازه‌گیری انتشار تابش الکترومغناطیسی ضعیف آن و فیلتر کردن تابش درخشان ستاره‌اش، این همراه سیاره‌ای را مطالعه کرد.

آنها دریافتند که سردی نسبی سیاره صورتی نتیجه سن سیاره است. هم سیارات غول گازی و هم کوتوله‌های قهوه‌ای با گرمای سوزان متولد می‌شوند، اما با افزایش سن، سرد می‌شوند. این پژوهش جدید تخمین زده است که GJ۵۰۴b بین ۲.۵ میلیارد تا ۴ میلیارد سال سن دارد.

این تیم با تجزیه نور سیاره صورتی به طول موج‌های منفرد، توانست ترکیب شیمیایی آن را نیز تعیین کند. این امر به این دلیل امکان‌پذیر است که عناصر، نور را در طول موج‌های مشخص جذب و منتشر می‌کنند، به این معنی که آنها «اثر انگشت» خود را روی نوری که از جو آنها عبور می‌کند، به جا می‌گذارند.

بابوراج گفت: در گذشته، ستاره‌شناسانِ دیگر، این سیاره همراه را به مدت یک شب کامل با برخی از بزرگترین تلسکوپ‌های جهان رصد می‌کردند تا طیفی به دست آورند و نمی‌توانستند این جرم را ببینند. اکنون با «جیمز وب»، کل رصد ما حدود دو ساعت طول کشید و ما موفق بودیم.

داده‌های «جیمز وب» ترکیبی غنی از مواد شیمیایی را در جو سیاره صورتی نشان داد که شامل آب، کربن دی اکسید، متان و آمونیاک بود. با این حال، این مشاهدات با مدل‌سازی جو سیاره همراه مطابقت نداشت تا اینکه تیم چیزی کاملاً غیرمنتظره را در نظر گرفت؛ ابر‌های نمکی در اعماق جو آن.

بابوراج گفت: ما شبیه‌سازی‌هایی را با ابر‌ها انجام دادیم و نتایج با آنچه در مورد سیارات سرد می‌دانیم، همسو بود. ما سه نوع مختلف ابر را امتحان کردیم و ابر‌های نمکی به بهترین شکل با آن مطابقت داشتند. وقتی ابر‌های نمکی را در نظر گرفتیم، امضای مولکول‌های پنهان در اعماق جو سیاره همراه را تحت الشعاع قرار داد. سپس نتایج از نظر فیزیکی امکان‌پذیر شدند.

وی افزود: این اولین باری است که متوجه شده‌ایم ابر‌های نمکی برای توضیح طیف یک جرم، حیاتی هستند. این یادآوری خوبی است که ابر‌ها را در مدل‌های خود در نظر بگیریم.

اگرچه این راز ممکن است حل شده باشد، اما هنوز سوالاتی در مورد GJ۵۰۴b وجود دارد که تنها با تحقیقات بیشتر حل خواهند شد. به نظر می‌رسد سیاره صورتی به طور غیرمعمولی غنی از عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم است که ستاره‌شناسان آنها را فلز می‌نامند. این بدان معناست که تیم هنوز نمی‌تواند منشأ سیاره صورتی را مشخص کند. آیا مانند یک سیاره یا مانند یک ستاره شکل گرفته است؟

این یعنی آنها هنوز کاملاً آماده نیستند تا مشخص کنند که آیا GJ۵۰۴b یک سیاره غول‌پیکر گازی است یا یک کوتوله قهوه‌ای یا اینکه باید یک کوتوله صورتی باشد؟

تحقیقات این تیم به تازگی در مجله Astronomical منتشر شده است.