شناخت جَو یک سیاره فراخورشیدی به کمک تلسکوپ جیمز وب

به گزارش گروه علم و آموزش سیمای وطن از وبگاه فیز (phys)، تلسکوپ فضایی جیمز وب به‌تازگی شگفتی دیگری را برای نخستین‌بار ثبت کرده است: یک تصویر مولکولی و شیمیایی دقیق از آسمان‌ جهان دور.

مجموعه ابزارهای بسیار حساس این تلسکوپ، جَو یک «زحل داغ» را نشانه گرفته بود. این زحل داغ یک سیاره فراخورشیدی به نام وَسپ- ۳۹ بی (WASP-۳۹ b) و به جرم زحل است که به دور ستاره‌ای در فاصله ۷۰۰ سال نوری از ما می‌چرخد. جیمز وب و سایر تلسکوپ‌های فضایی، از جمله هابل و اسپیتزِر، قبلاً اجزای این سیاره داغ را که از جَو جدا شده بودند، آشکار کرده‌اند؛ اما خوانش‌های جدید، فهرستی کامل از اتم‌ها، مولکول‌ها و حتی نشانه‌هایی از شیمی فعال و ابرها را ارائه می‌کنند.

مرسِدِس لوپِز مورالِس (Mercedes López-Morales)، اخترشناس مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان، می‌گوید: وضوح سیگنال‌های تعدادی از مولکول‌های مختلف در داده‌ها چشمگیر است. پیش‌بینی کرده بودیم که بسیاری از این سیگنال‌ها را ببینیم، اما قتی برای اولین بار این داده‌ها را دیدم، شگفت‌زده شدم.

این یافته‌ها نویدبخش توانایی تلسکوپ جیمز وب برای انجام طیف وسیعی از تحقیقات بر روی سیارات فراخورشیدی، سیارات اطراف ستاره‌های دیگر، است که دانشمندان به آن امیدوار بودند. این شامل کاوش در جَو سیارات سنگی کوچک‌تر مانند آنچه در تراپیست- ۱ (TRAPPIST-۱، یک ستاره کوتوله فراسرد) وجود دارد نیز می‌شود.

یکی از اکتشافات بی‌سابقه، کشف دی‌اکسیدگوگرد در جَو یک سیاره فراخورشیدی است؛ یعنی کشف مولکولی که از واکنش‌های شیمیایی ایجادشده توسط نور پرانرژی ستاره مادر این سیاره ایجاد می‌شود. لایه محافظ ازون در لایه‌های بالای جَو زمین به روشی مشابه ایجاد می‌شود.

دایانا پاول (Diana Powell)، اخترشناس مرکز اخترفیزیک و عضو اصلی تیمی که دی اکسید گوگرد را کشف کرده است، می‌گوید: تشخیص شگفت‌انگیز دی‌اکسیدگوگرد سرانجام بر این مطلب صحه می‌گذارد که فتوشیمی، آب و هوای زحل‌های داغ را شکل می‌دهد. آب و هوای زمین نیز از طریق فتوشیمی شکل می‌گیرد؛ بنابراین، نقاط مشترک سیاره ما با زحل‌های داغ بیش از آن چیزی است که قبلاً می‌دانستیم.

جی آدامز (Jea Adams)، محقق مرکز اخترفیزیک، داده‌هایی را که سیگنال دی‌اکسیدگوگرد را تأیید می‌کردند، تجزیه‌وتحلیل کرد. با مشاهده داده‌های اولیه، این ویژگی‌ها را حدس زدیم؛ اما این ابزار با دقت بالاتر، وجود دی‌اکسید گوگرد را به وضوح نشان داد و به ما کمک کرد تا معما را حل کنیم.

دمای وَسپ- ۳۹ بی، ۱۶۰۰ درجه فارنهایت تخمین زده شده و جو آن عمدتاً از هیدروژن ساخته شده است و سکونت‌پذیر نیست. این سیاره فراخورشیدی با زحل و مشتری مقایسه می‌شود. جرم آن مشابه زحل است؛ اما اندازه کلی آن به بزرگی مشتری است. کشف جدید، راه را برای یافتن شواهدی از حیات بالقوه در یک سیاره سکونت‌پذیر نشان می‌دهد. جیمز وب اجزای دیگری را نیز در جَو این سیاره فراخورشیدی شناسایی کرده است که عبارت‌اند از سدیم، پتاسیم، بخار آب، دی‌اکسیدکربن و مونوکسیدکربن.

شناسایی این عناصر برای دانشمندانی که می‌خواهند عناصر شیمیایی سیارات فراخوشیدی را شناسایی کنند تا شکل‌گیری جهان‌های دوردست را بهتر درک کنند، اهمیت زیادی دارد.