کشف بخار آب در یک سیاره فراخورشیدی به وسیله جیمز وب، عکس - تور کیش

تلسکوپ فضایی جیمز وب هنگام مطالعه یک سیاره فراخورشیدی سنگی به نام GJ 486 b با استفاده از طیف نگار فروسرخ نزدیک(NIRSpec) خود سیگنال های بخار آب را شناسایی نموده است.

سیاره فراخورشیدی GJ 486 b بیش از حد به ستاره خود نزدیک است و در منطقه قابل سکونت منظومه خود قرار ندارد و دمای سطح آن حدود 800 درجه فارنهایت(430 درجه سانتیگراد) است.

اما این سیاره با وجود گرمای شدید و نزدیکی به ستاره میزبان خود، وجود بخار آب را در خود نشان می دهد که همین نشانگر این است که احتمالا این سیاره دارای جو است. با این حال، گروه پژوهش هشدار می دهد که این بخار آب ممکن است متعلق به این سیاره نباشد و در عوض روی ستاره و در نقاط خنک ستاره وجود داشته باشد.

سارا موران از دانشگاه آریزونا و نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: ما یک سیگنال را می بینیم و تقریباً به طور قطع به علت وجود آب است. اما هنوز نمی توانیم بگوییم که آیا آن آب بخشی از جو سیاره است یا نه. به این معنی که آیا این سیاره دارای جو است یا اینکه ما یک علامت مبنی بر وجود آب را از ستاره می بینیم.

سیاره GJ 486 b حدود 30 درصد بزرگ تر از زمین است. جرم آن سه برابر زمین است و گرانشی قوی تر از زمین دارد. این سیاره مدار خود را به دور ستاره کوتوله قرمز میزبان خود در کمتر از 1.5 روز زمینی کامل می نماید.

در حالی که سیاره فراخورشیدی GJ 486 b از مقابل ستاره خود عبور می نماید، اگر اتمسفر داشته باشد، نور ستاره میزبان آن هنگام عبور آن از مقابل ستاره در حین عبور از میان آن گازها نیز عبور می نماید و اثری در آن نور باقی می گذارد که اخترشناسان را قادر می سازد تا ترکیب آن را با استفاده از روشی به نام طیف سنجی انتقالی معین نمایند.

این گروه پژوهشی دو گذر را مشاهده کردند که هر یک نزدیک به یک ساعت طول کشید. آنها سپس داده های به دست آمده را با استفاده از سه روش مجزا آنالیز کردند. هر سه مجموعه نتایج، یک طیف عمدتاً مسطح با یک اوج مجذوب کننده در کوتاه ترین طول موج های فروسرخ را نشان دادند.

دانشمندان از شبیه سازی های رایانه ای برای آنالیز انواع مولکول ها استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که محتمل ترین منبع این سیگنال، وجود بخار آب است.

در حالی که بخار آب ممکن است نشان دهد که GJ 486 b دارای جو است، وجود آن در ستاره نیز یک شرح احتمال دارد. به طور شگفت انگیزی، بخار آب گاهی اوقات در لکه های خورشیدی خودمان نیز یافت می گردد، زیرا لکه های خورشیدی در مقایسه با سایر سطوح ستاره بسیار سرد هستند.

از آنجایی که ستاره میزبان سیاره GJ 486 b بسیار آرام تر از خورشید است، لکه های ستاره ای آن ممکن است حتی بخار آب بیشتری در خود داشته باشند، بنابراین می تواند پژوهشگران را به اشتباه بیاندازد.

رایان مک دونالد از دانشگاه میشیگان و یکی از نویسندگان همکار این مطالعه گفت: ما شواهدی مبنی بر عبور سیاره از هیچ نقطه ستاره ای در طول گذر مشاهده نکردیم، اما این بدان معنا نیست که نقاط دیگری روی ستاره وجود ندارد و این دقیقاً سناریوی فیزیکی است که این سیگنال آب را در داده ها حک می نماید و می تواند شبیه یک جو سیاره ای باشد.

دانشمندان خاطرنشان کردند: مشاهدات آینده جیمز وب ممکن است این منظومه را بیشتر به ما بشناساند. یک برنامه آینده از ابزار فروسرخ میانی(MIRI) جیمز وب برای مشاهده سمت روز این سیاره استفاده خواهد نمود. اگر این سیاره اتمسفر نداشته باشد یا فقط اتمسفر نازکی داشته باشد، انتظار می رود که گرم ترین قسمت روز آن مستقیماً زیر ستاره باشد. با این حال، اگر داغ ترین نقطه جابجا گردد، نشان دهنده جوی است که می تواند گرما را به گردش درآورد.

در نهایت، مشاهدات در طول موج های فروسرخ کوتاه تر به وسیله ابزار دیگر جیمز وب نظیر تصویرگر فروسرخ نزدیک و طیف نگار بدون شکاف(NIRISS) برای تمایز بین جو سیاره و سناریوهایی نظیر لکه های خورشیدی مورد احتیاج خواهد بود.

اگر وجود جو در GJ 486 b تایید گردد، اولین جوی خواهد بود که به طور قطع در اطراف یک سیاره فراخورشیدی سنگی شناسایی شده است.

5858