سیاره ای صورتی که ابرهایی از جنس نمک دارد
پروژه آسان: دانشمندان دانشگاه نورث وسترن با بهره گیری از ابزارهای فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، موفق به حل معمای 13 ساله «سیاره صورتی» (GJ504b) شدند. شبیه سازی های اخترفیزیکی جدید نشان می دهند که اتمسفر غریب و گلگون این همدم سیاره ای غول پیکر، با ابرهایی متراکم از جنس ذرات نمک تبخیرشده احاطه شده است. این کشف بی سابقه که برای اولین بار فرضیه 15 ساله وجود ابرهای نمکی در اجرام آسمانیِ به شدت سرد را اثبات می کند، دریچه ای نو به طرف درک اقلیم های بیگانه و متالیسیته اتمسفر سیارات دوردست گشوده است.
تینا مزدکی_اجرام آسمانی که مستقیماً در اعماق فضا تصویربرداری می شوند، به طور معمول جهان هایی بشدت داغ با دمایی بین ۱، ۰۰۰ تا ۲، ۰۰۰ درجه فارنهایت هستند؛ درخشندگی بالای این سیارات داغ به تلسکوپ های زمینی اجازه می دهد که نور آنها را شکار کنند. اما جرم آسمانی GJ۵۰۴b که در سال ۲۰۱۳ در فاصله ۵۷ سال نوری از زمین (در حال چرخش به دور ستاره ای شبیه به خورشید ما) کشف شد و به علت رنگ گلگونش به «سیاره صورتی» شهرت یافت، یک استثنای بزرگ است.
حتی توصیف ماهیت این جرم برای دانشمندان چالش برانگیز است؛ با جرمی معادل ۲۵ برابر سیاره مشتری، GJ۵۰۴b دقیقا روی مرز مبهم میان یک سیاره غول پیکر گازی و یک کوتوله قهوه ای (ستاره نافرجام) قرار دارد. به این علت اخترشناسان ترجیح می دهند آنرا یک «همدم با جرم سیاره ای» (Planetary-mass companion) بنامند. دانشمندان هنوز درحال بحث هستند که آیا این جرم مانند یک سیاره عادی از دیسک غبار کیهانی متولد شده یا مانند یک ستاره کوچک از فروپاشی مستقیم یک توده ابری شکل گرفته است.
سرد، پیر و گریزان از تلسکوپ های زمینی دلیل اصلی که سبب شد این جهان صورتی بیشتر از یک دهه رازهای خویش را پنهان نگه دارد، دمای بسیار پایین آن است. دمای اتمسفر این جرم تنها ۵۵۰ درجه فارنهایت (حدود ۲۹۰ درجه سانتی گراد) است؛ دمایی که باآنکه برای انسان سوزان است (تقریباً معادل دمای داخل یک فر نانوایی برای پخت نان)، اما در مقیاس ستاره شناسی برای این دسته از اجرام، فوق العاده سرد و کم فروغ شمرده می شود.
«انیش بابوراج» (Aneesh Baburaj)، سرپرست این تیم پژوهش از دانشگاه نورث وسترن، توضیح می دهد که این برودت دمایی ناشی از سن بالای این جهان است؛ غول های گازی در شروع تولد بسیار داغ هستند اما به تدریج خنک می شوند. تخمین های جدید نشان می دهند که سیاره صورتی بین ۲.۵ تا ۴ میلیارد سال قدمت دارد. در گذشته، ستاره شناسان شبهای متوالی از بزرگ ترین تلسکوپ های زمینی جهان برای ثبت طیف نوری این جرم استفاده کردند و هر بار شکست خوردند؛ اما تلسکوپ جیمز وب به لطف استقرار در خارج از اتمسفر زمین، کل این فرایند را تنها در دو ساعت با موفقیتی کامل به عاقبت رساند.
وقتی معادلات بدون نمک حل نمی شدند دانشمندان با بهره گیری از ابزارهای طیف سنجی فروسرخ جیمز وب و به کارگیری مهارتهای پیشرفته پردازش داده، به موفقیت رسیدند نور خیره کننده ستاره میزبان را حذف و طیف نوری ضعیف خودِ سیاره صورتی را ایزوله کنند. تحلیل و بررسی خطوط نوری (اثر انگشت شیمیایی اتمسفر) یک کوکتل غنی از مولکول های مختلف را آشکار کرد:
بخار آب متان دی اکسید کربن آمونیاک با این وجود، یک معضل عمده وجود داشت؛ وقتی محققان این فرمول شیمیایی را وارد مدلهای کامپیوتری و اخترفیزیکی استاندارد کردند، معادلات خروجی رفتار اتمسفری نا ممکن و متناقضی را از نظر فیزیکی نشان می دادند. سیگنال های دریافتی با مدل اتمسفر کاملا شفاف هم خوانی نداشت.
نقطه دگرگونی این تحقیق زمانی رخ داد که تیم علمی تصمیم گرفت فاکتور «ابرها» را به شبیه سازی ها اضافه کند تا نحوه مسدود شدن یا پراکنده شدن نور توسط آنها را بسنجد. بابوراج می گوید: «ما سه نوع مختلف از ابرها را روی مدل امتحان کردیم و در نهایت ابرهای نمکی (Salty Clouds) بهترین فیت و هم خوانی را با داده ها نشان دادند. وقتی ما وجود ابرهای نمکی را در لایه های عمیق تر اتمسفر لحاظ کردیم، این ابرها ردپای مولکول های پنهان شده در لایه های زیرین را تعدیل و سرکوب کردند. تنها در این حالت بود که نتایج شبیه سازی با خطوط طیفی جیمز وب منطبق شد و از نظر قوانین فیزیک ممکن گردید.»
چرا این کشف برای آینده نجوم حیاتی است؟ کشف ابرهای نمکی در اتمسفر GJ۵۰۴b فراتر از یک پدیده آب وهوایی عجیب در یک جهان دوردست است. این موفقیت دو پیامد بسیار مهم برای جامعه علمی دارد. پیامد اول اثبات یک فرضیه قدیمی است؛ دانشمندان بیشتر از ۱۵ سال پیش تئوریزه کرده بودند که در محدوده دمایی ۵۰۰ تا ۷۰۰ درجه فارنهایت، ذرات نمک تبخیرشده می توانند در اتمسفر اجرام سرد متراکم شده و ابر تشکیل دهند؛ اما تا پیش از این، هیچگاه شواهد رصدی مستقیم برای اثبات آن در یک جرم سرد وجود نداشت.
همینطور این موفقیت نشان میدهد تکنولوژی طیف سنجی جیمز وب و متدولوژی حذف گلر ستاره ای این تیم، کاملا آماده است تا به سراغ جهان های سردتر، تاریک تر و غنی از فلزات برود. به عنوان نمونه، سیاره مشتری در منظومه خودمان دارای ابرهایی از جنس یخ آمونیاک است که ابزارهای فعلی قادر به تعیین خصوصیت های کامل آن نیستند؛ گام بعدی دانشمندان، استفاده از این تکنیک بر لبه فناوری برای رمزگشایی از ساختار اتمسفری سیاراتی است که روزبه روز به شرایط اقلیمی زمین نزدیک تر هستند.
منبع: cbsnews
این مطلب پروژه آسان را پسندیدید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب