آشکارسازی عناصر جو سیاره فراخورشیدی WASP-39b توسط جیمز وب

  • زمان : ۱۴۰۱/۹/۳،‏ ۱۶:۴۰
  • نمایش : ۳۱ دفعه
  • موضوع : اخبار سایت
تلسکوپ فضایی جیمز وب به تازگی موفق به ثبت جزییات دقیق مولکول‌ها و مواد شیمیایی جو سیاره فراخورشیدی  WASP-39b  شده است.

این سیاره گازی فراخورشیدی در واقع یک «زحل داغ»‌ است؛ یعنی سیاره‌ای با جرمی در حدود زحل اما بسیار داغ که در فاصله نزدیک از ستاره‌ میزبانش قرار دارد. سیاره WASP-39b هر ۴ روز یک بار به دور ستاره WASP-39  که در فاصله ۷۰۰ سال نوری از ما قرار دارد، می‌چرخد. پیش‌تر تلسکوپ‌های فضایی هابل و اسپیتزر نیز اجزایی از جو این سیاره داغ را تشخص داده بودند، اما این بار جیمز وب فهرست دقیقی از اتم‌ها، مولکول‌ها و حتی نشانه‌هایی از عناصر شیمیایی فعال در ابرهای سیاره را آشکارسازی کرده است.

مرسدس لوپز مورالس، دانشمند مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان می‌گوید: “داده‌های واضح و دقیق جیمز وب از تعداد مولکول‌های مختلف بسیار قابل توجه است. قبلا پیش‌بینی کرده بودیم که بسیاری از این سیگنال‌ها را خواهیم دید، با این حال زمانی که برای اولین بار داده‌ها را دیدم شگفت‌زده شدم.”

این یافته‌ها نویدبخش توانایی جیمز وب برای طیف‌سنجی تعداد زیادی از سیارات فراخورشیدی است. از جمله این سیارات فراخورشیدی می‌توان به سیارات خاکی منظومه تراپیست-۱ اشاره کرد که سه تای آن‌ها در کمربند حیات ستاره خود قرار دارند.

واکنش‌های فوتوشیمایی در جو سیاره فراخورشیدی WASP-39b

یکی از اکتشافات جالب دانشمندان شناسایی دی‌اکسید گوگرد در جو سیاره WASP-39b است. این مولکول از واکنش شیمیایی ایجاد شده توسط پرتوهای پرانرژی ستاره یا واکنش‌های فوتوشیمیایی بوجود می‌آید. مشابه چنین واکنشی در لایه اوزون، به عنوان بالاترین لایه جو زمین، اتفاق می‌افتد.
دایانا پاول، محقق مرکز اخترفیزیک و عضو اصلی تیمی که دی‌اکسید گوگرد را کشف کرده است می‌گوید: “کشف غیرمنتظره دی‌اکسید گوگرد تایید می‌کند که واکنش‌های فوتوشیمیایی در آب و هوای یک سیاره‌ی «زحل داغ» تاثیر دارد. چنین واکنش‌هایی در آب و هوایی زمین نیز مهم هستند و بنابراین زمین بیشتر از آنچه از قبل می‌دانستیم با سیارات «زحل داغ»‌ ویژگی مشترک دارد.”

این کشف چه اهمیتی دارد؟

سیاره فراخورشیدی WASP-39b با دمای ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد و جوی که بیشتر از هیدروژن تشکیل شده است قابل سکونت نیست. جرم این سیاره ۰.۲۸ جرم مشتری (تقریبا به اندازه زحل) است اما اندازه آن ۱.۲۷ برابر مشتری است. با این وجود تحقیقات جدید مسیری را برای کشف شواهد بالقوه حیات در سیارات قابل سکونت نشان می‌دهد.

فاصله سیاره WASP-39b به ستاره میزبان خود هشت برابر نزدیک‌تر از فاصله عطارد به خورشید است و به این ترتیب به آزمایشگاهی برای مطالعه اثرات تابش ستاره میزبان بر سیاره تبدیل شده است و شناخت بهتر رابطه ستاره-سیاره به درک بهتر چگونگی تشکیل سیارات متنوع در کهکشان ما کمک می‌کند.

 
ترکیبات جو سیاره گازی فراخورشیدی WASP-39b

دیگر عناصر جو سیاره WASP-39b

سایر اجزای جو این سیاره فراخورشیدی که توسط طیف‌سنج فروسرخ جیمز وب شناسایی شده‌اند عبارتند از سدیم، پتاسیم و بخار آب که رصدهای قبلی تلسکوپ‌های فضایی و زمینی را  نیز تایید می‌کند. همچنین ویژگی‌های آبی دیگری هم در طول موج‌های بلندتر آشکارسازی شده است که قبلا دیده نشده بود.

تلسکوپ فضایی جیمز وب وجود کربن ‌دی‌اکسید در جو این سیاره را با وضوح بالاتری نسبت به قبل بررسی کرده و مشخص شد میزان این مولکول دو برابر مقدار گزارش شده قبلی است. کربن‌ منواکسید نیز در جو سیاره WASP-39b شناسایی شد، با این حال نشانه‌های آشکاری از متان و هیدروژن سولفید دیده نشد. فهرست عناصر شیمیایی جو این سیاره به دانشمندان خواهد کرد تا شکل‌گیری و تکامل این جهان دوردست را با دقت خوبی درک کنند.

ابزارهای علمی و طیف سنج‌های جیمزوب

اخترشناسان برای شناسایی اثرانگشت عناصر شیمیایی مختلف از دوربین فروسرخ نزدیک جیمز وب یا NIRCam و دو طیف‌سنج NIRISS و NIRSpec استفاده کرده‌اند. چنین طیف وسیعی از عناصر در جو سیاره فراخورشیدی WASP-39b مانند یک تور علمی برای تیمی بین‌المللی از صدها محققان است که داده‌های جیمز وب را در چهار حالت بررسی کرده‌اند.

برای مطالعه عناصر جو سیاره WASP-39b دانشمندان سیاره را در زمان عبور از مقابل ستاره‌اش رصد کردند. با عبور نور ستاره از جو سیاره، عناصر شیمیایی مختلف رنگ‌های متفاوتی از طیف نور ستاره را جذب می‌کنند. بنابراین رنگ‌های حذف شده از طیف نور ستاره نشان می‌دهد کدام مولکول‌ها در جو سیاره وجود دارند.

ابزارهای علمی تلسکوپ‌ فضایی جیمز وب با تجزیه و تحلیل دقیق جو سیاره فراخورشیدی بسیار فراتر از انتظار عمل کرده‌اند و می‌توانند پنجره‌ای جدید برای کاوش سیارات فراخورشیدی کهکشان راه‌شیری باشند.

منبع: Phys.org
 

همه نظرها (۰)

هیچ کس هنوز نظری ارسال نکرده