جوی شگفت‌انگیز برای یک سیاره سنگی فوق‌العاده داغ

باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - تیمی به رهبری موسسه کارنگی، TOI-561 b، با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، یک سیاره سنگی فوق‌العاده داغ که تنها در ۱۰.۵۶ ساعت به دور ستاره خود می‌چرخد، را مطالعه کردند.

جو غیرمنتظره این سیاره، چالش مهمی را برای نظریه‌های دیرینه در مورد چگونگی توسعه سیارات کوچک و بسیار داغ ایجاد می‌کند، که نشان می‌داد آنها پس از تشکیل، جو خود را به سرعت از دست می‌دهند.

یک سیاره بسیار داغ و شرایط بسیار سخت

TOI-561 b تقریباً دو برابر زمین است، اما برخلاف سیاره ما، بسیار نزدیک به ستاره خود - حدود یک دهم فاصله بین عطارد و خورشید - می‌چرخد، به این معنی که یک طرف سیاره همیشه روشن است.

انتظار می‌رفت چنین سیاره کوچک و داغی به سرعت جو خود را از دست بدهد. نیکول والاک، یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح داد: «بر اساس آنچه در مورد سایر منظومه‌ها می‌دانیم، تصور می‌شد که چنین سیاره‌ای برای حفظ جو خود برای مدت طولانی پس از تشکیل، بسیار کوچک و بسیار داغ خواهد بود» «اما این مشاهدات، تصورات رایج در مورد سیارات با مدار بسیار کوتاه را کاملاً دگرگون می‌کند.»

اگرچه ستاره این سیاره بسیار قدیمی‌تر از خورشید است، اما به نظر می‌رسد جو سیاره دست نخورده است. این امر تا حدودی به دلیل چگالی کمتر TOI-561 b در مقایسه با زمین است، اما به عنوان یک برآمدگی بزرگ و گازی که به عنوان «برآمدگی غول‌پیکر» شناخته می‌شود، شناخته نمی‌شود.

یک ستاره قدیمی و ترکیب غیرمعمول

این تیم بررسی کرد که آیا چگالی کم سیاره به دلیل هسته آهنی کوچک و گوشته سبک‌تر است یا خیر، که با ویژگی‌های ستاره میزبان آن سازگار است.

جوانا تسکه، نویسنده اصلی، توضیح داد: «TOI-561 b از سایر سیارات با مدار بسیار کوتاه متمایز است، زیرا به دور یک ستاره بسیار قدیمی و فقیر از آهن می‌چرخد.»

دانشمندان معتقدند که این سیاره در یک محیط شیمیایی متفاوت از سیارات منظومه شمسی ما شکل گرفته است و این امر آن را به دریچه‌ای بالقوه به سوی شکل‌گیری سیارات در جهان اولیه تبدیل می‌کند.

با این حال، ساختار داخلی به تنهایی تمام مشاهدات را توضیح نمی‌دهد. این تیم گمان می‌کرد که یک جو متراکم باعث می‌شود سیاره بزرگتر و کم چگال‌تر به نظر برسد.

اندازه‌گیری‌های حرارتی، جو را آشکار می‌کنند

ابزار NIRSpec نصب شده بر روی تلسکوپ فضایی جیمز وب با اندازه‌گیری دمای سمت روز سیاره در طول یک کسوف جزئی، به آزمایش این ایده کمک کرد.

اگر سطح سیاره در معرض دید و سنگی بود، انتظار می‌رفت دما به حدود ۴۹۰۰ درجه فارنهایت (۲۷۰۰ درجه سانتیگراد) برسد. با این حال، اندازه‌گیری‌های واقعی دمایی حدود ۳۲۰۰ درجه فارنهایت (۱۷۶۰ درجه سانتیگراد) را نشان دادند که نشان‌دهنده توزیع مجدد فعال گرما است.

این تیم چندین سناریو، مانند اقیانوس ماگما یا یک لایه نازک از بخار سنگ را بررسی کرد، اما هیچ یک از آنها با داده‌ها مطابقت نداشتند. آنها نتیجه گرفتند که تنها توضیح برای خنک شدن مشاهده شده، وجود یک جو متراکم است.

آنجلی پیات، یکی از نویسندگان این مقاله، توضیح داد: «باد‌های شدید با انتقال گرما به سمت شب، سمت روز سیاره را خنک می‌کنند و گاز‌هایی مانند بخار آب، نور را قبل از فرار جذب می‌کنند.»

او افزود که ابر‌های روشن ممکن است نور ستارگان را منعکس کنند و به خنک شدن سیاره کمک بیشتری کنند.

با این حال، دانشمندان هنوز نمی‌دانند که این سیاره چگونه تحت چنین تابش شدیدی، جو خود را حفظ می‌کند.

تجزیه و تحلیل‌های بیشتر برای ایجاد نقشه‌های دمایی دقیق و بهبود درک ما از ترکیب جوی سیاره در حال انجام است.

این مطالعه در مجله Astrophysical Letters منتشر شده است.

منبع: Interesting Engineering