اخترشناسان در دانشگاه بریستول در حال دستیابی به دیدگاه‌هایی جدید درباره یک سیاره فراخورشیدی هم‌اندازه زمین هستند که در فاصله ۴۰ سال نوری از ما قرار دارد. در این سیاره، آب مایع می‌تواند به شکل یک اقیانوس وسیع یا یک لایه سطحی یخی وجود داشته باشد.
چنین شرایطی تنها در صورتی ممکن است که سیاره جو خود را حفظ کرده باشد؛ پرسشی اصلی که محققان اکنون با استفاده از قدرتمندترین تلسکوپ فضایی موجود، با دقتی بیشتر برای پاسخ به آن تلاش می‌کنند!
دانشمندان از طریق تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (JWST) و در قالب یک همکاری بزرگ بین‌المللی، این تحقیقات را برای مطالعه سطح و جو بالقوه سیاره TRAPPIST-1e (که اغلب به سادگی سیاره e نامیده می‌شود) پیش برده‌اند. این سیاره در منطقه قابل سکونت ستاره کوتوله قرمز TRAPPIST-1 می‌چرخد.
چرا سیاره e اهمیت دارد؟
سیارات فراخورشیدی دنیاهای متنوعی هستند که به دور ستاره‌هایی فراتر از منظومه شمسی ما می‌چرخند. سیاره e از این جهت بسیار جذاب است که از نظر تئوری، اگر دمای آن نه بیش از حد گرم و نه بیش از حد سرد باشد، آب مایع می‌تواند در سطح آن پایدار بماند. با این حال، این تعادل کاملاً به وجود جو بستگی دارد.
برای بررسی این موضوع، محققان از ابزار پیشرفته NIRSpec (طیف‌نگار فروسرخ نزدیک) تلسکوپ وب هنگام عبور سیاره e از مقابل ستاره‌اش استفاده کردند. همانطور که نور ستاره از هر جوی که وجود داشته باشد عبور می‌کند، برخی از طول موج‌ها جذب می‌شوند و افت‌های قابل اندازه‌گیری در طیف ثبت شده توسط تلسکوپ ایجاد می‌کنند. هر عبور داده‌های بیشتری فراهم می‌کند و به تدریج آشکار می‌سازد که چه ترکیبات شیمیایی ممکن است در هوای این سیاره وجود داشته باشد.
نتایج اولیه که در تاریخ ۸ سپتامبر ۲۰۲۵ در دو مقاله علمی در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده، چندین سناریوی احتمالی از جمله امکان وجود جو را نشان می‌دهد.
دکتر هانا ویکفورد، دانشیار اخترشناسی در دانشگاه بریستول، یکی از اعضای اصلی تیم مطالعه سیارات فراخورشیدی عبوری با تلسکوپ وب است که به طراحی تنظیمات رصدی تلسکوپ کمک کرده تا اطمینان حاصل شود دانشمندان داده‌های حیاتی را به دست می‌آورند.
دکتر ویکفورد گفت:
آنچه ما در این چهار رصد اولیه با تلسکوپ وب یافته‌ایم، به اصلاح اندازه‌گیری‌های قبلی تلسکوپ هابل کمک می‌کند و نشان می‌دهد که اکنون ممکن است اشاراتی از وجود جو وجود داشته باشد، اما هنوز نمی‌توانیم این احتمال را که چیزی برای شناسایی وجود ندارد، رد کنیم.
او افزود
ابزارهای فروسرخ تلسکوپ وب جزئیات بی‌سابقه‌ای را ارائه می‌دهند و به ما کمک می‌کنند تا درک بسیار بهتری از عوامل تعیین‌کننده جو و محیط سطحی یک سیاره و ترکیبات آن‌ها داشته باشیم. این بسیار هیجان‌انگیز است که پرده از راز این دنیاهای شگفت‌انگیز دیگر برمی‌داریم و جزئیات نور ستاره در اطراف سیارات هم‌اندازه زمین را اندازه‌گیری می‌کنیم تا مشخص کنیم آنجا چگونه می‌تواند باشد و آیا حیات ممکن است یا خیر. ما از طریق یک فرآیند دقیق حذف و مقایسه، در حال کشف بینش‌های جدید و بزرگی هستیم.
رد احتمال وجود هیدروژن اولیه
در حالی‌که چندین نتیجه برای سیاره e همچنان ممکن است، دانشمندان اطمینان دارند که این سیاره دیگر جوی را که در ابتدا با آن شکل گرفته بود، حفظ نکرده است.
دکتر دیوید گرانت، یکی از نویسندگان هر دو مطالعه و پژوهشگر ارشد سابق در دانشگاه بریستول، توضیح داد:
این یافته‌ها همچنین وجود یک جو اولیه مبتنی بر هیدروژن را بیشتر رد می‌کنند. این پوشش گازی که عمدتاً از هیدروژن تشکیل شده، در مراحل اولیه شکل‌گیری، سیاره را احاطه کرده بود. اعتقاد بر این است که چنین جوی برای سیارات غول‌پیکر و سیارات خاکی در اوایل منظومه شمسی رایج بوده است.
دکتر ویکفورد افزود:
از آنجایی‌که TRAPPIST-1 یک ستاره بسیار فعال با شراره‌های مکرر است، جای تعجب نیست که هر جو هیدروژن-هلیومی که ممکن بود سیاره تشکیل داده باشد، توسط تشعشعات ستاره‌ای از بین رفته باشد. بسیاری از سیارات، از جمله زمین، پس از از دست دادن جو اولیه خود، یک جو ثانویه سنگین‌تر ایجاد می‌کنند. ممکن است سیاره e هرگز نتوانسته باشد این کار را انجام دهد و جو ثانویه نداشته باشد، اما به همان اندازه این احتمال نیز وجود دارد که چنین جوی وجود داشته باشد.
جو ثانویه و اثر گلخانه‌ای
وجود یک جو ثانویه به این معناست که آب مایع نیز می‌تواند در سطح وجود داشته باشد و اگر چنین باشد، محققان می‌دانند که این امر با یک اثر گلخانه‌ای، شبیه به زمین، همراه خواهد بود که در آن گازهای مختلف، به ویژه دی‌اکسید کربن، جو را پایدار و سیاره را گرم نگه می‌دارند.
مقاله دوم به جزئیات تفسیر نظری می‌پردازد و نویسنده اصلی آن، دکتر آنا گلیدن، پژوهشگر فوق دکترا در موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، توضیح داد:
بعید است که جو سیاره e تحت سلطه دی‌اکسید کربن باشد، مانند جو غلیظ زهره و جو رقیق مریخ. اما همچنین باید توجه داشت که هیچ شباهت مستقیمی با منظومه شمسی ما وجود ندارد. TRAPPIST-1 ستاره‌ای بسیار متفاوت از خورشید ما است و منظومه سیاره‌ای اطراف آن نیز متمایز است.
دکتر ویکفورد افزود:
مقدار کمی اثر گلخانه‌ای می‌تواند تأثیر زیادی داشته باشد و اندازه‌گیری‌های جدید وجود دی‌اکسید کربن کافی برای حفظ مقداری آب مایع در سطح را رد نمی‌کنند. این آب مایع می‌تواند به شکل یک اقیانوس جهانی باشد یا منطقه کوچکتری از سیاره را که ستاره در آن در ظهر دائمی قرار دارد و توسط یخ احاطه شده است، بپوشاند. این امر ممکن است زیرا سیارات منظومه TRAPPIST-1 به دلیل اندازه و مدارهای نزدیکشان به ستاره، همگی در قفل گرانشی قرار دارند، به طوری که یک سمت آن‌ها همیشه رو به ستاره و سمت دیگر در تاریکی دائمی است.
گام‌های بعدی در رصدها
مراحل بعدی تحقیق شامل رصدهای دقیق‌تر و مقایسه داده‌ها با یک سیاره فراخورشیدی دیگر – سیاره b – که نزدیک‌ترین مدار را به TRAPPIST-1 دارد، خواهد بود تا اکتشافات بیشتری حاصل شود.
دکتر نستور اسپینوزا، یکی از محققان اصلی تیم تحقیقاتی متمرکز بر TRAPPIST-1e و دانشمند ستاره‌شناس در موسسه علوم تلسکوپ فضایی (STScI) در بالتیمور، مریلند، گفت:
ابزارهای فروسرخ تلسکوپ وب جزئیاتی بیش از آنچه تاکنون در اختیار داشته‌ایم به ما می‌دهند و چهار رصد اولیه‌ای که توانسته‌ایم از سیاره e انجام دهیم، به ما نشان می‌دهد که وقتی بقیه اطلاعات به دست آید، با چه چیزی روبرو خواهیم بود.
منبع: Scitechdaily
