ستاره شناسان به دنبال ابرهای ساخته شده از کانی ها و فلزات تبخیر شده در سیارات فراخورشیدی دوردست هستند و در این راه از تلسکوپ فضایی جیمز وب کمک می گیرند.
به گزارش ایسنا به نقل از اسپیس، تلسکوپ فضایی جیمز وب قرار است توجه خود را به اتمسفر سیاره های فراخورشیدی مملو از سنگ های تبخیر شده و بلورهایی مانند کرندوم و پروسکایت که تشکیل دهنده جواهرات روی زمین هستند، معطوف کند.
سیاره های مشتری داغ، که غول های گازی بسیار نزدیک به ستاره های خود هستند، به قدری داغ می شوند که عناصر سنگی، مواد معدنی و فلزات در آن ها به صورت بخار وارد اتمسفر می شود.
تیفانی کاتاریا (Tiffany Kataria)، دانشمند سیارات فراخورشیدی در آزمایشگاه پیشرانش جت سازمان ناسا، در بیانیه ای گفت: روی زمین، بسیاری از این مواد معدنی به صورت جواهرات وجود دارند و یک زمین شناس آنها را به صورت سنگ مطالعه می کند، اما همین جواهرات می توانند ابرهای سیارات فراخورشیدی را تشکیل دهند.
چنین کانی هایی پیش از این نیز در جو سیارات فراخورشیدی کشف شده بودند. در سال ۲۰۱۷، ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی، وجود اکسید تیتانیوم را در جو مشتری داغی به نام "WASP- ۱۹b" شناسایی کردند. سه سال بعد، تلسکوپ وی ال تی بخار آهن را در سمت رو به خورشید مشتری داغی به نام "WASP- ۷۶b" مشاهده کرد.
بسياري از مشتری های داغ از نظر جزر و مدی قفل هستند یعنی همیشه نیمکره یکسانی از آن ها رو به ستاره میزبانشان قرار دارد، این موضوع منجر به گرم شدن بسیار زیاد آن ها می شود. در مورد سیاره "WASP- ۷۶b"، دمای هوا در بخش رو به خورشید به ۴۰۰۰ درجه فارنهایت (۲۲۰۰ درجه سانتی گراد) میرسد و سمت تاریک این سیاره تنها ۲۷۰۰ درجه فارنهایت (۱۵۰۰ درجه سانتیگراد) دما دارد، اما به اندازه کافی خنک است که آهن در اتمسفر متراکم شود و به صورت بارانی از فلز مذاب روی سطح سیاره بریزد.
پیش از این، این عناصر و مواد معدنی در اتمسفر سیارات فراخورشیدی شناسایی شده بودند. اکنون، وضوح بالای تلسکوپ فضایی وب قادر خواهد بود مستقیماً این کانی ها را بعنوان ابر تشخیص دهد و ترکیب آنها را با استفاده از طیف سنجی اندازه‌گیری کند.
کاتاریا می گوید: ابرها موارد زيادي در مورد ترکیبات شیمیایی موجود در جو به ما می گویند.
به عنوان مثال، در سیاره "WASP- ۱۹b"، اکسید تیتانیوم گرما را جذب می کند و باعث وارونگی دما می شود که در آن جو بالای سیاره گرم تر از جو پائین تر است، جایی که معمولاً وقوع پدیده ای معکوس آن انتظار می رود.
جیمز وب تاکنون اتمسفر سیارات فراخورشیدی را مشاهده کرده است و ابرهایی از آب را در جو سیاره فراخورشیدی "WASP- ۹۶b" شناسایی کرده که دانشمندان تصور می کردند اصلا ابری ندارد. در طول اولین سال از مشاهدات خود، وب به بررسی جو بسیاری از سیارات فراخورشیدی دیگر خواهد پرداخت.
کاتاریا خود در تعدادی از پروژه ها مشارکت دارد، از جمله در پروژه ای برای توصیف جو مشتری بسیار داغ "WASP- ۱۲۱b"، که ۸۵۰ سال نوری از ما فاصله دارد.
یکی دیگر از پروژه های کاتاریا با جیمز وب رصد مشتری داغ "HD ۸۰۶۰۶b" است که در فاصله ۲۹۰ سال نوری از زمین قرار دارد و در مداری بسیار غیرعادی قرار دارد که آن را تا ۲.۸ میلیون مایل (۴.۵ میلیون کیلومتر) به ستاره میزبان نزدیک و تا ۸۱ مایل (۱۳۱ میلیون کیلومتر) از آن دور می کند. بنابراین، دمای سیاره" HD ۸۰۶۰۶b" از ۹۳۰ درجه فارنهایت( ۵۰۰ درجه سانتیگراد) به ۲۲۰۰ درجه فارنهایت (۱۲۰۰ درجه سانتیگراد) در عرض چند ساعت افزایش می یابد. مدل های رایانه ای طوفان های شدید و بادهایی با سرعت ۱۵ برابر صوت را برای این سیاره پیش بینی می کنند. کاتاریا امیدوار است که جیمز وب بتواند این رویدادها را رصد کند.
در نهایت، کاتاریا پروژه ای را به همراه برایان کیلپاتریک (Kilpatrick) از موسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور برای ایجاد" نقشه های سه بعدی گرفتگی"( ۳D eclipse maps) از سیاره فراخورشیدی "HD ۱۸۹۷۳۳b" با ابزار مادون قرمز میانی جیمز وب رهبری می کند. نقشه کسوف زمانی ساخته می شود که سیاره ای پشت ستاره خود حرکت کند. دانشمندان میتوانند از آن برای ترسیم جو سیاره استفاده کنند.
این سیاره فراخورشیدی که ۶۴.۵ سال نوری از زمین فاصله دارد، در سال ۲۰۰۵ کشف شد و از آن زمان به یکی از بهترین مشتری های داغ مورد مطالعه تبدیل شده است. چندین پروژه دیگر نیز "HD ۱۸۹۷۳۳b" را با استفاده از جیمز وب مشاهده خواهند کرد که از جمله آن ها میتوان به تلاش برای انجام یک بررسی عمیق در مورد ترکیبات مولکولی جو سیاره و تعیین ترکیب ابرهای موجود در آن، و همچنین تلاش برای جستجوی ذرات معلق مواد معدنی تبخیر شده در جو اشاره کرد.
جو سیارات فراخورشیدی کوچک تر و سنگی نیز توسط تلسکوپ وب مورد بررسی قرار خواهد گرفت. محققان ترکیبات اتمسفر سیاره "۵۵ Cancri e" که یک ابر زمین با جرم هشت برابر سیاره ما است را اندازه گیری خواهند کرد. دانشمندان همچنین امیدوارند بتوانند تعیین کنند که آیا هوای این سیاره به اندازه کافی گرم است که از آسمان آن گدازه ببارد یا خیر.
- 14
- 6
