ستارهشناسان با بهرهگیری از تلسکوپ فضایی «جیمز وب» موفق به کشف ویژگیهای شگفتانگیز و شیمی جوی غیرمعمول «سیاره صورتی» شدهاند. این یافته، پیشرفتی در تحقیقات مربوط به اجرام سرد خارج از منظومه شمسی به شمار میرود.
به گزارش خبرنگار پایگاه خبری، جرم «GJ504b» که به «سیاره صورتی» معروف است، در سال ۲۰۱۳ کشف شد و به دور ستارهای مشابه خورشید در فاصله تقریبی ۵۷ سال نوری از زمین میچرخد. این سیاره با جرمی حدود ۲۵ برابر مشتری، ممکن است برخلاف نامش، در واقع یک سیاره نباشد. به احتمال زیاد، این جرم یک کوتوله قهوهای است؛ یعنی ستارهای که نتوانسته به اندازه کافی جرم برای آغاز همجوشی هستهای هیدروژن به هلیوم در هسته خود جمعآوری کند. به همین دلیل، ستارهشناسان آن را به عنوان «همراه جرم سیارهای» توصیف میکنند، به این معنا که جرمی به اندازه یک سیاره در حال چرخش به دور یک ستاره مادر است.
«GJ504b» یکی از سردترین اجرام سیارهای با «همراه جرم سیارهای» به شمار میرود. همراهانی که با تلسکوپهای زمینی شناسایی شدهاند، دمایی حدود ۲۹۰ درجه سانتیگراد دارند. اگرچه این دما برای پخت نان کافی است، اما دادههای تلسکوپ فضایی «جیمز وب» (JWST) نشان میدهد که این سیاره دارای مادهای کلیدی برای پخت نان، یعنی نمک موجود در ابرهای جوی خود است که قبلاً مشابه آن مشاهده نشده بود.
آنیش بابوراج، رهبر این تیم تحقیقاتی از دانشگاه نورث وسترن، در بیانیهای اظهار داشت: «سیاره صورتی سردترین همراهی است که با استفاده از ابزارهای زمینی کشف شده است. بسیاری از تیمها در سراسر جهان مشاهدات تکمیلی را برای مطالعه نور آن انجام دادند، اما برای ابزارهای زمینی بسیار کمنور بود. این امر آن را به هدفی عالی برای «جیمز وب» تبدیل کرد.» وی افزود: «زمانی که بالاخره طیف آن را به دست آوردیم، بسیار جالب به نظر میرسید، اما با بررسی عمیقتر دادهها متوجه شدیم که شبیه به هیچ چیز دیگری که قبلاً تجزیه و تحلیل کردهایم، نیست.»
این تیم با اندازهگیری انتشار تابش الکترومغناطیسی ضعیف این جرم و فیلتر کردن تابش درخشان ستارهاش، به مطالعه این همراه سیارهای پرداختند. آنها دریافتند که سردی نسبی سیاره صورتی به دلیل سن آن است. هم سیارات غولپیکر و هم کوتولههای قهوهای در ابتدا با گرمای زیادی متولد میشوند، اما با گذشت زمان سرد میشوند. این پژوهش جدید تخمین زده است که GJ504b بین ۲.۵ تا ۴ میلیارد سال سن دارد.
این تیم با تجزیه نور سیاره صورتی به طول موجهای منفرد، توانست ترکیب شیمیایی آن را نیز تعیین کند. این امر به دلیل این است که عناصر نور را در طول موجهای خاص جذب و منتشر میکنند و به این ترتیب «اثر انگشت» خود را بر روی نوری که از جو آنها عبور میکند، به جا میگذارند. بابوراج گفت: «در گذشته، ستارهشناسان دیگر این سیاره همراه را به مدت یک شب کامل با برخی از بزرگترین تلسکوپهای جهان رصد میکردند تا طیفی به دست آورند و نمیتوانستند این جرم را ببینند. اکنون با «جیمز وب»، کل رصد ما حدود دو ساعت طول کشید و ما موفق بودیم.»
دادههای «جیمز وب» نشاندهنده ترکیبی غنی از مواد شیمیایی در جو سیاره صورتی است که شامل آب، کربن دیاکسید، متان و آمونیاک میباشد. با این حال، این مشاهدات با مدلسازی جو سیاره همراه مطابقت نداشت تا اینکه تیم به چیزی کاملاً غیرمنتظره توجه کرد؛ ابرهای نمکی در اعماق جو آن. بابوراج گفت: «ما شبیهسازیهایی را با ابرها انجام دادیم و نتایج با آنچه در مورد سیارات سرد میدانیم، همسو بود. ما سه نوع مختلف ابر را امتحان کردیم و ابرهای نمکی بهترین تطابق را داشتند. وقتی ابرهای نمکی را در نظر گرفتیم، امضای مولکولهای پنهان در اعماق جو سیاره همراه تحت تأثیر قرار گرفت. سپس نتایج از نظر فیزیکی امکانپذیر شدند.»
وی افزود: «این اولین باری است که متوجه شدهایم ابرهای نمکی برای توضیح طیف یک جرم، حیاتی هستند. این یادآوری خوبی است که ابرها را در مدلهای خود در نظر بگیریم.» اگرچه این راز ممکن است حل شده باشد، اما هنوز سوالاتی در مورد GJ504b وجود دارد که تنها با تحقیقات بیشتر پاسخ داده خواهند شد. به نظر میرسد سیاره صورتی به طور غیرمعمولی غنی از عناصر سنگینتر از هیدروژن و هلیوم است که ستارهشناسان آنها را فلز مینامند. این بدان معناست که تیم هنوز نمیتواند منشأ سیاره صورتی را مشخص کند. آیا این جرم مانند یک سیاره یا مانند یک ستاره شکل گرفته است؟ بنابراین، آنها هنوز نمیتوانند به طور قطعی بگویند که آیا GJ504b یک سیاره غولپیکر گازی است یا یک کوتوله قهوهای یا اینکه باید یک کوتوله صورتی باشد؟ تحقیقات این تیم به تازگی در مجله Astronomical منتشر شده است.
