کشف اتمسفر آبی و درخشان در حوالی یک سیاره فراخورشیدی

برای اولین بار دانشمندان موفق به کشف سیاره فراخورشیدی جدیدی شدند که شواهدی از وجود مولکول‌های آبی و درخشان در اتمسفر آن به چشم می‌خورد.

این کشف تاریخی بدان معناست که بشر برای اولین بار توانسته سیاره‌ فراخورشیدی جدیدی را کشف کند که دارای لایه استراتوسفر است. این یک یافته بسیار مهم به شمار می‌رود که می‌تواند ما را به درک صحیح‌تری از ساختار غول‌های گازی برساند. وجود چنین سیاره‌هایی در سراسر کهکشان معمول بوده و آنان را با عنوان سیارات «مشتری داغ» (Hot Jupiters) می‌شناسند.

قبل از آنکه با کشف لایه استراتوسفر در یک سیاره فراخورشیدی ، به گمانه‌زنی میزبانی این سیاره از حیات بپردازیم، لازم است که چند واقعیت را در مورد سیاره مذکور بپذیریم. این غول گازی که با نام WASP–121b شناخته می‌شود، در فاصله 900 سال نوری زمین واقع شده و به دلیل دارا بودن محیطی بسیار داغ و سوزان، از حیات پشتیبانی نمی‌کند.

اما مطالعه بر روی اتمسفر این سیاره، می‌تواند ما را به درک بهتری از ساختار فیزیکی و شیمیایی سیارات بیگانه برساند.

مارک مارلی (Mark Marley) از مرکز پژوهشی ایمز ناسا (NASA’s Ames Research Center) در این باره می‌گوید:

یافته‌های اخیر از وجود یک ویژگی نادر و مشترک بین سیاره‌های منظومه شمسی و سیاره های فراخورشیدی حکایت دارد.؛ چرا که یک سیاره فراخورشیدی نیز می‌تواند دارای استراتوسفر گرم در اتمسفر خود باشد. بدین ترتیب ما قادر هستیم فرآیندهای اتمسفر سیارات فراخورشیدی را با شرایط موجود در منظومه شمسی به قیاس بگذاریم.

این تیم تحقیقاتی، با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل (Hubble Space Telescope) توانستند به شواهدی از وجود مولکول‌های آب در اتمسفر سیاره WASP–121b دست پیدا کنند. مولکول‌های آبی بر اثر افزایش دمای استراتوسفر فوق‌العاده داغ این سیاره، از خود پرتوهای مادون قرمز را ساطع می‌کنند که با استفاده از دستگاه تجزیه و تحلیل طیف‌سنج، توسط دانشمندان قابل تشخیص است.

دما در اتمسفر فوقانی این سیاره در حدود 2500 درجه سانتی‌گراد است و قطعا مطالعات دانشمندان در طرف فعال و پرحرارت این سیاره بوده است.

با آنکه کشف شواهدی از وجود آب در یک سیاره فراخورشیدی تا حد بسیاری شانس وجود حیات در آن را افزایش می‌دهد، اما به نظر می‌رسد چنین چیزی در مورد سیاره فوق‌العاده داغ WASP–121b صدق نخواهد کرد.

جرم این سیاره 1.2 برابر و شعاع آن 1.9 سیاره مشتری است. ولی یک تفاوت عمده این سیاره با مشتری، آن را به یکی از اکتشافات فوق‌العاده نادر تبدیل می‌کند.

برخلاف سیاره مشتری که هر 12 سال یک بار به دور خورشید می‌چرخد، سیاره WASP–121b به طور منظم هر 1.3 روز یک بار به دور ستاره خود گردش می‌کند.

این نزدیکی شدید توضیح می‌دهد که چرا شانس وجود حیات در این سیاره به کلی وجود ندارد. اگر WASP–121b کمی بیشتر به ستاره خود نزدیک بود، در گرانش این ستاره متلاشی می‌شد.

با وجود آنکه گرمای جهنمی این سیاره، شانس وجود حیات در آن را به کلی از بین می‌برد، باز هم کشف شواهدی از مولکول‌های آب در سیاره‌ای واقع در 900 سال نوری زمین در نوع خود بسیار هیجان‌انگیز است.

دریک دمینگ (Drake Deming) به عنوان یکی از ستاره‌شناسان دانشگاه مریلند (University of Maryland) در این باره می‌گوید:

زمانی که صحبت از یک سیاره فراخورشیدی باشد، ما نمی‌توانیم آنان را همچون سایر اجرام منظومه شمسی مشاهده کنیم، از این جهت می‌بایست ساختار آنان را با تکنیک‌های موجود مورد بررسی قرار دهیم.

استراتوسفر سیاره WASP–121b بسیار گرم است و می‌تواند بخار آب را به عنوان مبنای تجزیه و تحلیل ما درخشان کند.

محققان می‌گویند که نمایش نور ناشی از افزایش دما در استراتوسفر سیاره WASP–121b، دمای آن را در حدود 560 درجه سانتی‌گراد نشان می‌دهد.

در حالی که دانشمندان از مواد شیمیایی موجود در اتمسفر فوقانی این سیاره بی‌اطلاع هستند، خاصیت جذب بسیار بالای نور ستاره مادر توسط اتمسفر این سیاره در هاله‌ای از ابهام قرار دارد. محققان پیش‌بینی می‌کنند که اکسید وانادیوم و اکسید تیتانیوم در این میان نقش کلیدی را بازی می‌کنند.

رمزگشایی از این واقعیت، می‌تواند به عنوان قسمتی از مطالعات آینده مورد توجه قرار گیرد. کشف اطلاعات بیشتر از سیاره‌های مشتری داغ و ویژگی‌های عجیب و غریب آنان می‌تواند در جستجوی سایر سیاره های فراخورشیدی با امکان پشتیبانی از حیات محققان را یاری کند.

کوین هنگ (Kevin Heng) به عنوان یکی از ستاره‌شناسان دانشگاه برن (University of Bern)، در این باره می‌گوید:

مشتری‌های داغ، اولین گام ما برای افزایش مهارت‌های کشف سیارات مشابه زمین هستند.