کشف اسرار نیمه تاریک یک سیاره فراخوشیدی - مجله جهانگیر

به گزارش خبرنگاران و به نقل از دیلی میل، ستاره شناسان باور دارند که نیمه تاریک سیاره فراخورشیدی مشتری داغ میزبان ابرهای آهنی، باران های تیتانیومی و بادهایی با سرعت 17 هزار و 700 کیلومتر بر ساعت است.

این سیاره که WASP-121b نام دارد یک غول گازی بزرگ است که میزان آن تقریبا دو برابر سیاره مشتری است و در فاصله تقریبی 850 سال نوری از زمین قرار گرفته است.

WASP-121b یکی از کوتاه ترین مدارهای کشف شده تا به امروز را دارد و در عرض تنها 30 ساعت یک بار ستاره خود را دور می زند.

تنها یک سوی این سیاره به روی ستاره است و نیمه دیگر آن همواره پشت به ستاره و رو به فضا است.

محققان با استفاده از داده های جمع آوری شده به وسیله تلسکوپ فضایی هابل معین نموده اند که چگونه حالات فیزیکی آب هنگام حرکت بین دو نمیکره این سیاره، تغییر می نماید.

در حالی که فلزات و مواد معدنی معلق در هوا در نیمه روشن آن تبخیر می شوند، نیمه تاریک این سیاره دارای ابرهای فلزی و باران هایی از جواهرات مایع است.

WASP-121b در سال 2015 در صورت فلکی کشتی دم(Puppis) کشف شد و با نام مشتری داغ شناخته می گردد.

این مطالعه نو به وسیله گروهی بین المللی از نویسندگان از جمله متخصصان موسسه کاولی موسسه فناوری ماساچوست(MITs Kavli) در کمبریج و موسسه نجوم ماکس پلانک در آلمان انجام گرفت.

تانسو دیلان(Tansu Daylan)، نویسنده این مطالعه از موسسه کاولی می گوید: مشتری های داغ به داشتن نیمه بسیار روشن مشهور هستند اما نیمه تاریک آنها چیز دیگری است.

نیمه تاریک WASP-121b حدود 10 برابر کم نورتر از نیمه روشن آن است.

در گذشته اخترشناسان مولکول های آب WASP-121b را شناسایی نموده بودند و تغییرات دمایی جو را در سمت روشن سیاره مورد مطالعه قرار داده بودند.

در این مطالعه نو، گروه بین المللی با استفاده از یک دوربین طیف سنجی که روی تلسکوپ هابل قرار گرفته است به رصد WASP-121b پرداختند.

آن ها تغییرات دمایی چشمگیر را از نیمه روشن تا نیمه تاریک ترسیم کردند تا دریابند که چگونه دما تغییر می نماید.

آن ها بعلاوه وجود آب را در جو ردیابی کردند تا برای اولین بار نشان دهند که چگونه آب بین دو نیمه روز و شب سیاره در گردش است.

به طور کلی این تیم، سیاره مشتری داغ را در طول دو گردش کامل یکی در سال 2018 و دیگری در سال 2019 مشاهده کردند.

در هر دوی این رصدها، محققان در پی یک ویژگی طیفی خاص بودند که نشان دهنده وجود بخار آب باشد.

با استفاده از این روش که با مدل سازی داده ها از آن پشتیبانی شد، محققان جو بالایی WASP-121 b در سراسر سیاره کاوش کردند و با این کار توانستند چرخه کامل آب یک سیاره فراخورشیدی را برای اولین بار مشاهده نمایند.

آب در روی زمین به طور مداوم حالت فیزیکی خود را تغییر می دهد. یخ جامد به آب مایع تبدیل می گردد و آب به گاز تبدیل می گردد و سپس تبدیل به قطراتی متراکم شده و ابرها را ایجاد می نماید.

چرخه آب در زمین زمانی انتها می یابد که این قطرات تبدیل به باران می شوند و به رودخانه ها و دریاها می ریزند.

اما به گفته محققان، چرخه آب در WASP-121 b به مراتب پیچیده تر است.

در نیمه روشن، اتم های تشکیل دهنده آب در دمای نزدیک به 2760 درجه سانتی گراد از هم جدا می شوند. این اتم ها همراه با باد به سمت نیمه تاریک می فرایند، جایی که دمای پایین امکان ترکیب دوباره اتم های هیدروژن و اکسیژن را فراهم می نماید و سپس آن ها بار دیگر به نیمه روشن باز می گردند و چرخه از نو شروع می گردد.

این تیم محاسبه کردند که چرخه آب سیاره به وسیله بادهایی که با سرعت بیش از 17 هزار و 700 کیلومتر بر ساعت در گردشند، حفظ می گردد.

آن ها بعلاوه دریافتند که دامنه دمای نیمه روشن از 2226 سانتی گراد در عمیق ترین لایه های قابل مشاهده تا 3226 در سطحی ترین لایه ها متغیر است. در نیمه تاریک نیز دما از 1526 سانتی گراد تا 1226 سانتی گراد متغیر بود. نکته قابل توجه آن بود که دما با افزایش ارتفاع در نیمه روشن افزایش و در نیمه تاریک کاهش می یافت.

محققان سپس از نقشه های دما با استفاده از مدل سازی های مختلف برای شناسایی مواد شیمیایی موجود در جو با توجه به ارتفاع و دما استفاده کردند.

این مدل سازی ها احتمال وجود ابرهای فلزی مانند آهن، کوراندوم و تیتانیوم را در نیمه تاریک نشان داد.

آن ها بعلاوه دریافتند که گرم ترین بخش سیاره در شرق منطقه زیرستاره ای و مستقیما زیر ستاره قرار گرفته است که می تواند ناشی از بادهای شدید باشد.

به گفته این تیم، به طور کلی این مطالعه گام بزرگی در جهت رمزگشایی چرخه جهانی مواد و انرژی در جو سیارات فراخورشیدی خواهد بود.

اخترشناسان برای رصد WASP-121b در اواخر امسال به وسیله تلسکوپ فضایی جیمزوب، زمانی رزرو نموده اند.

این تلسکوپ 10 میلیارد دلاری ناسا نه تنها قادر است تغییرات در بخار آب را رصد کند بلکه می تواند این تغییرات در مونوکسید کربن را نیز ترسیم کند.

میکال ایوانز(Mikal-Evans) از موسسه کاولی می گوید: این اولین بار است که می توانیم مولکول های حاوی کربن را در جو این سیاره میزان گیری کنیم. اندازه کربن و اکسیژن موجود در جو سرنخ هایی در خصوص محل شکل گیری این دست سیارات ارائه می نماید.

این مطالعه به تازگی در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.