جیمز وب سیاره‌ای یخی شبیه به مشتری را در فاصله ۱۲ سال‌ نوری شناسایی کرد!

اگر اخترشناسان بیگانه در یک منظومه‌ی نزدیک تلسکوپی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا داشته باشند و آن را به سمت منظومه شمسی ما نشانه‌گیری کنند، مشتری ممکن است بسیار شبیه این تصویر جدید جیمز وب از سیاره فراخورشیدی اپسیلون ایندی اِی‌بی (Epsilon Indi Ab) باشد. این یکی از سردترین سیارات فراخورشیدی با دمای تخمینی ۳۵ درجه فارنهایت (۲ درجه سانتیگراد) است که مستقیماً شناسایی شده است. اپسیلون ایندی اِی‌بی تنها حدود ۱۸۰ درجه فارنهایت (۱۰۰ درجه سانتیگراد) گرم‌تر از غول‌های گازی در منظومه شمسی است. با توجه به بسیاری از سیارات فراخورشیدی شناخته‌شده که هیچ شباهتی به سیارات منظومه شمسی ما ندارند، این سیاره فرصت نادری را برای ستاره‌شناسان فراهم می‌کند تا ترکیبات جوی منظومه‌های واقعی مشابه را مطالعه کنند.

تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب از این سیاره‌ی سرد فراخورشیدی در فاصله ۱۲ سال نوری

یک تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا به‌طور مستقیم از این سیاره فراخورشیدی در فاصله تقریباً ۱۲ سال نوری از زمین تصویربرداری کرده‌اند. اپسیلون ایندی اِی‌بی یکی از سردترین سیارات فراخورشیدی است که تا به امروز مشاهده شده است.

جرم این سیاره چندین برابر مشتری است و به دور ستاره نوع K خود یعنی اپسیلون ایندی A می‌چرخد که سنی در حدود خورشید دارد، اما کمی سردتر است. این تیم اپسیلون ایندی اِی‌بی را با استفاده از کروناگراف روی MIRI (ابزار مادون قرمز میانی) جیمز وب مشاهده کردند. تنها چند ده سیاره فراخورشیدی قبلاً مستقیماً توسط رصدخانه‌های فضایی و زمینی تصویربرداری شده‌اند.

کارولین مورلی از دانشگاه تگزاس در آستین گفت:

مشاهدات قبلی ما از این منظومه، اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم‌تری از ستاره بوده است، که در واقع به ما این امکان را داد که پیش از موعد بدانیم که احتمالاً سیاره‌ای غول‌پیکر در این منظومه وجود دارد که ستاره را می‌کشد. به همین دلیل تصمیم گرفتیم ابتدا آن را با جیمز وب مشاهد کنیم.

الیزابت متیوز، نویسنده اصلی این مقاله از موسسه نجوم مکس پلانک در آلمان، افزود:

این کشفی هیجان‌انگیز است زیرا این سیاره کاملاً شبیه مشتری است؛ کمی گرم‌تر و پرجرم‌تر، اما بیش از هر سیاره دیگری که تاکنون تصویربرداری شده است شبیه مشتری است.

همزاد منظومه شمسی

سیاره‌های فراخورشیدی که قبلاً تصویربرداری شده‌اند، جوان‌ترین و داغ‌ترین سیارات فراخورشیدی هستند که هنوز هم انرژی زیادی از زمان شکل‌گیری خود منتشر می‌کنند. همانطور که سیارات در طول عمر خود سرد و منقبض می‌شوند، به‌طور قابل توجهی کم‌نورتر نیز می‌شوند و بنابراین تصویربرداری آنها سخت‌تر می‌شود.

متیوز توضیح داد:

سیارات سرد بسیار کم‌نور هستند و بیشتر تابش آنها در مادون قرمز میانه است. جیمز وب برای انجام تصویربرداری مادون قرمز میانه که انجام آن از روی زمین بسیار سخت است، ایده‌آل بود. ما همچنین برای جدا کردن سیاره و ستاره در تصاویرمان نیاز به وضوح فضایی خوبی داشتیم و آینه بزرگ وب در این جنبه نیز بسیار مفید واقع شد.

مورلی افزود:

ستاره‌شناسان دهه‌هاست که سیاراتی را در این منظومه تصور می‌کنند، سیاراتی خیالی که به دور اپسیلون ایندی (اسم ستاره‌ی آن منظومه) می‌چرخند. اینجا همان جایی‌ست که سریال Star Trek، رمان‌ها و بازی‌های ویدیویی مانند Halo اتفاق افتاده‌اند. این که خودمان یک سیاره را در آنجا ببینیم و شروع به بررسی خواص آن کنیم، بسیار هیجان‌انگیز است.

نه کاملاً آنطور که پیش‌بینی شده بود!

اپسیلون ایندی اِی‌بی دوازدهمین سیاره فراخورشیدی نزدیک به زمین است که تا به امروز شناخته شده است و نزدیک‌ترین سیاره‌ایست که جرمی بیش از مشتری دارد. این تیم تحقیقاتی، Epsilon Indi A را برای مطالعه انتخاب کرد زیرا با استفاده از تکنیکی به نام سرعت شعاعی که ارتعاشات رفت و برگشتی ستاره میزبان را در امتداد خط دید ما اندازه‌گیری می‌کند، نشانه‌هایی از یک جسم سیاره‌ای ممکن در این سیستم را نشان داد.

متیوز گفت:

در حالیکه انتظار داشتیم از یک سیاره در این منظومه تصویربرداری کنیم، زیرا نشانه‌های سرعت شعاعی از حضور آن وجود داشت، سیاره‌ای که ما پیدا کردیم آن چیزی نبود که پیش‌بینی کرده بودیم. تقریباً دو برابر مقدار مورد انتظار جرم داشت، کمی از ستاره‌اش دورتر بود و مدارش با محاسبات ما یکسان نبود. علت این اختلاف یک سوال بدون پاسخ است. همچنین به‌نظر می‌رسد جو سیاره نیز کمی متفاوت از پیش‌بینی‌های مدل باشد. تاکنون فقط چند اندازه‌گیری فتومتریک از جو داریم، به این معنی که نتیجه‌گیری دشوار است، اما این سیاره در طول موج‌های کوتاه‌تر از حد انتظار کم‌نورتر است.

این تیم معتقد است که ممکن است این بدان معنا باشد که متان، مونوکسید کربن و دی‌اکسید کربن قابل توجهی در جو سیاره وجود دارد که طول موج‌های کوتاه‌تری از نور را جذب می‌کنند. همچنین ممکن است این موضوع به دلیل جو پوشیده از ابر باشد.

تصویربرداری مستقیم از سیارات فراخورشیدی به‌ویژه برای تعیین خصوصیات آن‌ها ارزشمند است. دانشمندان می‌توانند مستقیماً نور سیاره مشاهده شده را جمع‌آوری کرده و روشنایی آن را در طول موج‌های مختلف مقایسه کنند. تاکنون، این تیم تحقیقاتی تنها اپسیلون ایندی اِی‌بی را صرفاً در چند طول موج خاض شناسایی کرده‌اند، اما امیدوارند که با کمک جیمز وب دوباره برای انجام مشاهدات فتومتریک و طیف‌سنجی از سیاره تصویر برداری کنند. آنها همچنین امیدوارند که سیارات مشابه دیگر را شناسایی کنند تا روندهای احتمالی در مورد جو و نحوه تشکیل این اجرام را بیابند.

تلسکوپ فضایی رومی نانسی گریس در حال ساختِ ناسا قرار است از یک تاج‌نگار برای انجام کاری که قبلا هرگز انجام نشده است، طراحی شود، یعنی نشان دادن فناوری تصویربرداری مستقیم با عکاسی از جهان‌های مشتری‌مانندی که به دور ستارگان خورشید مانند می‌چرخند. این نتایج راه را برای ماموریت‌های آینده برای مطالعه جهان‌هایی که حتی بیشتر شبیه زمین هستند هموار می‌کند.

این نتایج با برنامه Webb’s Cycle 1 General Observer 2243 گرفته شده و در مجله Nature منتشر شده است.

منبع: Scitechdaily