جیمز وب راز منشأ آتشین یک سیاره فراخورشیدی داغ و دوردست را فاش کرد

ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) ناسا، تاریخچه پرالتهاب یک سیاره فراخورشیدی بسیار داغ را کشف کردند.

سیاره مذکور که با نام WASP-121b شناخته می‌شود، در مدار بسیار نزدیکی به ستاره‌ای با فاصله تقریباً 900 سال نوری دورتر از زمین قرار دارد که از خورشید ما روشن‌تر و داغ‌تر است. این سیاره در مدار 30 ساعته‌ای قرار گرفته و آن‌قدر به ستاره‌اش نزدیک است که نیروهای جزر و مدی شدید آن را به شکلی شبیه توپ فوتبال تغییر شکل داده‌اند و تقریباً در آستانه از هم پاشیدگی توسط گرانش قرار دارد.

یک سوی این سیاره همیشه به سمت ستاره است و دما در آن به بیش از 3000 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. به‌همین‌دلیل در آن بارش آهن مایع رخ می‌دهد. حتی نیمکره مقابل که در تاریکی دائمی است، دمای 1500 درجه سانتی‌گرادی دارد. این شرایط سخت، WASP-121b را به یکی از ناسازگارترین سیاراتی که تاکنون مشاهده شده و هدفی ارزشمند برای علوم سیاره‌ای تبدیل کرده است.

کشف جیمز وب: فعالیت عجیب ترکیبات شیمیایی سیاره

اکنون در مطالعات جدیدی، تیمی به سرپرستی «توماس ایوانز-سوما» از دانشگاه نیوکاسل استرالیا، با استفاده از ابزار طیف‌سنج فروسرخ نزدیک (NIRSpec) تلسکوپ جیمز وب، ترکیبی از مولکول‌ها را در جو این سیاره شناسایی کرده‌اند که هر یک سرنخ‌های شیمیایی از مسیر پرحادثه آن ارائه می‌دهند. این مولکول‌ها شامل بخار آب، منوکسید کربن، متان و برای نخستین بار در جو یک سیاره، مونوکسید سیلیکون هستند.

این ترکیبات شیمیایی داستانی پرتنش درباره منشأ WASP-121b را به شکل بخار و سنگ روایت می‌کنند که در دو مقاله علمی منتشر شده، دانشمندان آن را شرح داده‌اند.

یافته‌های هر دو مطالعه نشان می‌دهند که WASP-121b در محل فعلی‌ خود شکل نگرفته است. بلکه احتمالاً در منطقه‌ای سردتر و دورتر از ستاره خود شکل گرفته، منطقه‌ای شبیه به ناحیه بین مشتری و اورانوس در منظومه شمسی ما. در آنجا این سیاره یخ‌ها و عناصر سنگین غنی از متان را جذب کرده و نشانه‌های شیمیایی مشخصی در جو در حال رشد آن به‌جا گذاشته است.

سپس، بر اثر تعاملات گرانشی (شاید با سیارات دیگر)، WASP-121b به سوی ستاره‌اش حرکت کرده است. در هنگام نزدیک شدن، منابع یخی غنی از اکسیژن آن پایان یافته ولی همچنان گازهای غنی از کربن جذب می‌کرده است. این موضوع توضیح می‌دهد که چرا جو کنونی سیاره حاوی کربن بیشتری نسبت به اکسیژن است.

از میان مولکول‌های تازه کشف‌ شده در این سیاره فراخورشیدی، وجود مونوکسید سیلیکون اهمیت بیشتری دارد؛ زیرا معمولاً در شکل گازی مشاهده نمی‌شود. پژوهشگران حدس می‌زنند این گاز احتمالاً ابتدا در کانی‌های جامد (مانند کوارتز) خرده‌سیاره‌های به‌اندازه سیارک که به سیاره جوان برخورد کرده‌اند، محبوس بوده است. در طول زمان، با رشد سیاره و نزدیک شدن به ستاره، این مواد بخار شده و به جو آن وارد شده‌اند.

در نیمکره خنک‌تر «شب» WASP-121b، مقدار زیادی گاز متان دیده شده که این موضوع هم تعجب‌آور است چون معمولاً متان در این دماهای بالا تجزیه می‌شود. «انجالی پیته»، استاد کمکی اخترشناسی دانشگاه بیرمنگام و یکی از نویسندگان مقاله، در این رابطه می‌گوید:

«با توجه به گرمای این سیاره، انتظار نداشتیم متان را در سمت شب آن ببینیم.»

حضور متان نشان می‌دهد که احتمالاً این مولکول‌ها در حال جایگزینی هستند و احتمالاً از لایه‌های عمیق‌تر و خنک‌تر جو به بالا کشیده می‌شوند.