سیاره گدازه‌ای سوزان TOI-561 b کشف شد

به گزارش اطلاعات آنلاین به نقل از Space، مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان می‌دهد که سیاره TOI-561 b حدود ۷۵ درصد از نور ستاره ورودی را منعکس می‌کند، احتمالاً به دلیل ابرهای معدنی که مانند یک کرم ضد آفتاب غول‌پیکر عمل می‌کنند. این سیاره همچنین ممکن است به طور مداوم جو خود را از طریق گازهای آزاد شده از اقیانوسی سراسری از سنگ مذاب، تجدید کند.

ستاره‌شناسان شواهد شگفت‌انگیزی کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد یک سیاره سوزان پوشیده از سنگ مذاب ممکن است توسط یک لایه بازتابنده از ابرها محافظت شود که مانند یک کرم ضد آفتاب غول‌پیکر عمل می‌کند. دانشمندان پیش از این معتقد بودند که شرایط شدید این سیاره، وجود جو را تقریباً غیرممکن می‌کند، اما مشاهدات جدید خلاف این را نشان می‌دهد.

دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، یک سیاره فراخورشیدی سنگی به نام TOI-561 b را زیر نظر گرفتند که تقریباً 280 سال نوری از زمین فاصله دارد. آنها طی 37 ساعت، تقریباً چهار دور کامل به دور ستاره میزبان آن را مشاهده کردند.

این مشاهدات نشان می‌دهد که سیاره TOI-561 b ممکن است توسط یک جو قابل توجه احاطه شده باشد؛ با این حال شرایط آن برای حیات به شکلی که ما می‌شناسیم، بسیار خصمانه خواهد بود. به نظر می‌رسد این جو به سیاره کمک می‌کند تا بخش زیادی از تابش ستاره خود را منعکس کند.

یک توضیح احتمالی، لایه‌ای از ابرهای سیلیکاتی بسیار بازتابنده است که مانع از رسیدن سطح به دمای بسیار بالایی می‌شود که در یک سیاره سنگیِ در معرض تابش انتظار می‌رود. همچنین به نظر می‌رسد که جو، گرما را از سمت روزِ همیشه روشن به سمت شب منتقل می‌کند و دما را در سمت رو به ستاره بیشتر کاهش می‌دهد.

سیاره‌ای گدازه‌ای با جوی که باید ناپدید می‌شد

دانشمندان هنوز دقیقاً نمی‌دانند کدام گازها جو TOI-561 b را تشکیل می‌دهند. یک احتمال، لایه‌ای ضخیم از دی‌اکسید کربن است که شبیه جو زهره است اما در شرایط بسیار گرم‌تر. احتمال دیگر، جوی است که تحت سلطه دی‌اکسید گوگرد است؛ گازی که توسط فعالیت آتشفشانی در «آیو»، قمر مشتری، آزاد می‌شود.

دکتر «آنجالی پیت»، استادیار نجوم در دانشگاه بیرمنگام، گفت: «کشف ما نظریه‌های فعلی را به چالش می‌کشد. ما انتظار داریم یک سیاره سنگیِ به شدت تابش ‌دیده مانند TOI-561 b، میلیاردها سال پیش جو خود را از دست داده باشد.

در عوض، شواهد نشان می‌دهد که امروزه هنوز جو قابل توجهی دارد. این موضوع سوالات مهمی را مطرح می‌کند؛ از جمله این که آیا این سیاره با منبع غیرمعمول بزرگی از گازها آغاز شده است یا اینکه اقیانوس سنگ مذاب که سطح آن را پوشانده است؛ مانند یک آتشفشان در سراسر سیاره عمل می‌کند که دائماً جو آن را تغذیه می‌کند.

جیمز وب فاش می‌کند که چرا این سیاره تا این حد بازتابنده است

اندازه‌گیری‌های قبلی، نکته‌ای گیج‌ کننده در مورد TOI-561 b نشان داد. سمت روز آن به طور قابل توجهی خنک‌تر از آن چیزی بود که محققان برای یک سیاره تاریک و سنگی که در نزدیکی ستاره‌اش می‌چرخد، پیش‌بینی می‌کردند. این دمای غیرمنتظره نشان می‌داد که بخش زیادی از انرژی ورودی یا به سمت شب منتقل می‌شود یا قبل از اینکه بتواند سطح را گرم کند، به فضا منعکس می‌شود.

برای بررسی، تیم، سیاره را در طول مدارش مشاهده کرد و به آنها اجازه داد تا برای اولین بار سمت شب آن را بررسی کنند. از آنجا که یک سمت TOI-561 b همیشه رو به ستاره‌اش است، سمت شب هیچ نور ستاره‌ای مستقیمی دریافت نمی‌کند. با این حال، اندازه‌گیری‌ها نشان داد که این نیمکره تاریک‌تر به اندازه کافی گرم نیست تا تمام گرمای از دست رفته را توضیح دهد.

در عوض، یافته‌ها نشان می‌دهد که TOI-561 b تقریباً 75 درصد از نور ستاره‌ای که به آن می‌رسد را منعکس می‌کند، که نسبت قابل توجهی بالایی است که با زهره.

برای تعیین اینکه چه چیزی می‌تواند چنین بازتاب قوی ایجاد کند، محققان اندازه‌گیری‌های تلسکوپ را با مدل‌های کامپیوتری آب و هوای سیاره مقایسه کردند. شبیه‌سازی‌های آنها نشان می‌دهد که ابرهای حاوی مواد معدنی سیلیکات، از جمله دی‌اکسید سیلیکون (SiO2) و سیلیکات منیزیم (MgSiO3)، ممکن است در سمت روز تشکیل شوند. در صورت وجود، این ابرها می‌توانند تابش ورودی را قبل از رسیدن به سطح منعکس کنند و به عنوان یک کرم ضد آفتاب طبیعی عمل کنند.

پروفسور «لیزا دانگ»، که سرپرستی این پروژه را در دانشگاه واترلو در انتاریو، کانادا بر عهده داشت، گفت: "ما چگونگی تغییر روشنایی و گرمای سیاره را در طول مدار آن اندازه‌گیری کردیم. این تکنیک، که به عنوان منحنی فاز شناخته می‌شود، نشان داد که سیاره مقدار قابل توجهی از نور ستاره خود را منعکس می‌کند و گرما به جای اینکه فقط در سمت روشن سیاره توزیع شود، در اطراف سیاره توزیع می‌شود. این موارد در کنار هم به وجود جو اشاره دارند."

آیا اقیانوسی سراسری از گدازه می‌تواند جو را زنده نگه دارد؟

مخزن عظیم سنگ مذاب این سیاره به جای اینکه صرفاً گازهای خود را به فضا از دست بدهد، ممکن است دائماً مواد جدیدی را به جو آزاد کند.

محققان اکنون امیدوارند مشخص کنند که آیا TOI-561 b بیشتر شبیه یک زهره بسیار داغ است یا نسخه‌ای بسیار شدیدتر از قمر آتشفشانی آیو. مشاهدات بیشتر با JWST در طول موج‌های بلندتر می‌تواند جزئیات مهمی در مورد ترکیب شیمیایی جو را آشکار کند و به حل معمای بقای طولانی‌مدت آن کمک کند.

پروفسور دنگ افزود: «سوال بزرگ بعدی که ما به دنبال پاسخ آن خواهیم بود این است که آیا جو TOI-561 b شبیه زهره است یا نسخه‌ای افراطی از سیاره lo. مشاهده این سیاره در طول موج‌های بلندتر با JWST می‌تواند به ما بینش‌هایی بدهد و به توضیح اینکه چگونه سیاره‌ای به این داغی میلیاردها سال جو خود را حفظ کرده است، کمک کند.»

یک تیم بین‌المللی از محققان، از جمله دکتر آنجالی پیت، اخترفیزیکدان دانشگاه بیرمنگام، این یافته‌ها را در مجله The Astronomical Journal گزارش کردند.