تاریک و گداخته؛ جیمز وب برای اولین‌بار سطح یک سیاره فراخورشیدی را رصد کرد

تلسکوپ فضایی جیمز وب موفق شد برای اولین‌بار به‌جای رصد جو، مستقیماً سطح سخت و سنگی یک سیاره خارج از منظومه شمسی (فراخورشیدی) را واکاوی کند که دستاورد بزرگی در اخترشناسی محسوب می‌شود. دانشمندان با این تلسکوپ سیاره‌ای موسوم به LHS 3844 b را بررسی کردند که اندازه‌ای حدود ۳۰ درصد بزرگ‌تر از زمین دارد و در فاصله پنجاه سال نوری از ما واقع شده است.

برخلاف روال معمول که دانشمندان به بررسی اتمسفر سیارات دوردست می‌پرداختند، این‌بار تمرکز اصلی بر گرمای ساطع‌شده از پوسته خود سیاره بود؛ محققان می‌گویند دنیای این سیاره کاملاً تاریک، گداخته و بایر است و هیچ نشانی از زندگی یا هوا در آن دیده نمی‌شود.

این سیاره سنگی که اولین‌بار در سال ۲۰۱۹ شناسایی شد، در مداری بسیار نزدیک به یک ستاره کوتوله سرخ حرکت می‌کند و هر بار چرخش کامل آن به دور ستاره‌اش فقط یازده ساعت طول می‌کشد. ویژگی بارز سیاره مذکور این است که به دلیل نزدیکی بیش از حد به ستاره، دچار قفل گرانشی شده و همیشه یک سمت آن رو به ستاره است که باعث می‌شود دمای آن قسمت تا ۷۲۵ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد درحالی‌که سمت دیگر در تاریکی ابدی به سر می‌برد.

محققان مؤسسه ماکس پلانک در یک بازه زمانی دو ساله توانستند سه بار عبور این سیاره از پشت ستاره‌اش را رصد کنند و با استفاده از ابزار فروسرخ جیمز وب، تشعشعات گرمایی برخاسته از سطح داغ آن را با دقت بی‌نظیری اندازه بگیرند.

رصد سطح سیاره فراخورشیدی با تلسکوپ جیمز وب

تحلیل داده‌های به دست آمده و مقایسه آنها با کانی‌های موجود در زمین، مریخ و ماه نشان داد که پوسته این سیاره شبیه زمین نیست زیرا در آن سیلیس و گرانیت که نتیجه فرایندهای آبی و زمین‌ساختی است، وجود ندارد. در عوض سطح این سیاره دوردست پوشیده از سنگ‌های بازالتی سیاه و آتشفشانی است که مقادیر زیادی آهن و منیزیم دارند و از این نظر شباهت عجیبی به سیاره عطارد یا ماه پیدا می‌کند.

محققان مرکز اخترفیزیک هاروارد می‌گویند فقدان آب و اتمسفر در این سیاره تقریباً قطعی است، چرا که ابزار دقیق جیمز وب هیچ اثری از گازهایی مانند دی‌اکسیدکربن یا گوگرد که معمولاً در فعالیت‌های آتشفشانی آزاد می‌شوند، نیافته است.

درحال‌حاضر دو فرضیه برای توجیه وضعیت ظاهری این سیاره مطرح است که در فرضیه اول، احتمال می‌رود سیاره دارای سطحی جوان و پوشیده از گدازه‌های تازه آتشفشانی باشد که هنوز توسط ذرات کیهانی فرسایش نیافته‌اند، اما عدم ردیابی گازهای آتشفشانی این احتمال را با تردید مواجه می‌کند.

فرضیه دوم که به منطق علمی نزدیک‌تر به نظر می‌رسد، بیان می‌کند که سیاره احتمالاً توسط لایه‌ای ضخیم از خاک و مواد تیره و پودری پوشیده شده که در طول میلیون‌ها سال تابش ستاره‌ای و برخورد شهاب‌سنگ‌ها به این شکل درآمده است. اخترشناسان امیدوارند در مأموریت‌های آتی جیمز وب بتوانند با تکرار این تکنیک، ماهیت دقیق پوسته این سیاره و سایر جهان‌های سنگی مشابه را رمزگشایی کنند تا پیشرفتی در درک چگونگی شکل‌گیری سیارات سنگی حاصل شود.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Astronomy منتشر شده است.