کشف اتمسفر در سیاره ای فراخورشیدی به اندازه زمین

دانشمندان برای نخستین بار موفق به اتمسفر در سیاره ای فراخورشیدی به اندازه زمین شده اند.سیاره فراخورشیدی GJ 1132b که در حدود 39 سال نوری با زمین فاصله دارد، به دور ستاره ای کوتوله به نام  GJ 1132 گردش می کند.

به گفته ستاره شناسان، این سیاره فراخورشیدی حدود 1.4 برابر زمین شعاع و 1.6 برابر آن جرم دارد. در زمان کشف این سیاره، ستاره شناسان به دلیل سنگی بودن و همچنین دمای سطحی بسیار بالای این سیاره به آن دوقلوی زهره لقب داده بودند، اما اکنون؛ محققان متوجه وجه مشترک دیگری هم شده اند، این سیاره همچون زهره دارای اتمسفری غلیظ (البته با ترکیباتی متفاوت) است.

سیاره زهره دارای کربن ‌دی ‌اکسیدی در اتمسفر خود است که 90 برابر ضخیم‌ تر از ابرهای اسیدسولفوریک زمین و دمای سطح این سیاره 864 درجه فارنهایت (462 درجه سانتی‌گراد) است.

با وجودی که محققان تاکنون موفق به کشف اتمسفر اجرام بسیار بزرگتری همچون غول های گازی شبیه مشتری و سیارات فراخورشیدی بزرگتری در حدود هشت برابر زمین شده بودند، اما این نخستین شواهدی است که از اتمسفری اطراف سیاره ای فراخورشیدی به اندازه زمین به دست می آید. محققان می توانند با بررسی اتمسفر این سیارات امکان پشتیبانی از حیات و حتی شناسایی علائمی از حیات در این سیارات فراخورشیدی بهره ببرند.

جان سوتورث، محقق ارشد این مطالعه از دانشگاه کیلی در انگلستان، در بیانیه ای گفت: “باوجودی که این کشف نمی تواند به معنای یافتن حیات در سیاره ای دیگر باشد، اما می تواند گام مهمی در مسیری درست باشد. با وجود شناسایی اتمسفر اطراف سیاره فوق زمینGJ 1132b ، این نخستین باری است که اتمسفری شبیه زمین در سیاره ای دیگر کشف می شود.”

ستاره شناسان با بهره بردن از تلسکوپ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) در شیلی موفق به ثبت تصاویری از این سیاره فراخورشیدی شدند. براساس بیانیه مرکز نجوم موسسه ماکس پلانک، آلمان که در این مطالعه وظیفه اندازه گیری شعاع سیاره را با استفاده از روش ترانزیت بر عهده داشته اند؛ در این مطالعه از هفت طول موج مختلف برای شناسایی سیستم ستاره ای این سیاره بهره برده شده است.

یکی از مشکلات اساسی در مطالعه سیارات فراخورشیدی، نور بسیار زیاد، ستاره های میزبان این سیارات است. به این ترتیب، تقریبا ثبت تصویری مستقیم از این سیارات فراخورشیدی غیرممکن است. در عوض، این سیارات تنها از طریق ترانزیت یا گذر، قابل رصد هستند. در واقع، زمانی که جرم کوچکتری از مقابل جرم کیهانی بزرگتری گذر می کند، چند تلسکوپ امکان مشاهده این پدیده را از نقاط مختلف خواهند داشت.

هنگامی که یک سیاره از مقابل ستاره ای عبور می کند، نور ستاره را مسدود می کند، سیاره ای بزرگتر امکان مسدود کردن نور بیشتر را دارد. اگر سیاره ای دارای اتمسفر باشد، اتمسفر این سیاره در حال گذر را به اندازه هسته سنگی آن گسترده می کند، به این ترتیب، سیارات دارای اتمسفر، نور را مسدود می کنند. در مقابل، می توان این مورد را با سیارات سنگی که دارای اتمسفر نیستند، مقایسه کرد.

نکته کلیدی در این مورد، این است که تنهای نورهایی با رنگ ها و طول موج های خاصی از نور که مولکول های خاصی در اتمسفر را تحریک می کنند، قابل رصد هستند.

محققان در مورد سیاره فراخورشیدی GJ 1132b هم متوجه چیز عجیبی شدند، آنها می گویند، یکی از طول موج ها شیب بزرگتری را در هنگام عبور این سیاره نشان می داد، به این ترتیب، به نظر می رسید، سیاره GJ 1132b دارای طول موج بزرگتری نسبت به دیگر سیارات سیستم ستاره ای خود است که نشان می داد، این سیاره فراخورشیدی دارای اتمسفری در اطراف خود است که این طول موج قادر به عبور از آن نیست.

در حالی که اتمسفر کره زمین عمدتا از نیتروژن با همراه مقادیر زیادی اکسیژن تشکیل شده است و اتمسفر سیاره زهره، اتمسفری غلیظ با مقادیر بسیاری دی اکسید کربن است؛ به گفته محققان،  اتمسفر سیاره GJ 1132b دارای مقادیر فراوانی بخار آب و متان است. به گفته سوتورث، این سیاره فراخورشیدی ممکن است، جهان آبی با اتمسفری متشکل از بخار گرم باشد.

این کشف به خصوص به این دلیل که ستاره کوتولهGJ 1132، ستاره ای در رده ام است، هیجان انگیز است. ستاره های رده ام، از فراوان ترین نوع ستارگان کهکشان هستند که دوم سوم ستارگان نزدیک به زمین را تشکیل داده اند. ستاره رده ام؛ غالبا به ستاره‌ای گفته می‌شود که جرمی کمتر از نصف جرم خورشید داشته باشد و دمای سطحی آن کمتر از ۳٬۵۰۰ درجه کلوین باشد.

 اما با این وجود و در نظر گرفتن فعالیت های زیادی این ستارگان همچون شعله ها و ذرات بخار، این ستاره کوتوله پتانسیل بالایی برای از بین بردن اتمسفر سیاره فراخورشیدی دارد.

محققان می گویند، اگر سیاره ای همچونGJ 1132b  قادر به حفظ اتمسفر خود باشند، این به معنای وجود جهان های بالقوه قابل سکونت بسیاری در کیهان است.

به این ترتیب، اتمسفر سیاره GJ 1132b می تواند اولویت بالایی در ماموریت های آینده تلسکوپ فضایی هابل، تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا و همچنین تلسکوپ فضایی جیمز وب داشته باشد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب، بزرگترین تلسکوپ فضایی ساخته دست بشر محسوب می‌شود. این تلسکوپ با همکاری آژانس های فضایی ناسا و اسا (آژانس فضایی اروپا) در حال ساخت است و تا سال 2018 راه اندازی خواهد شد. تلسکوپ فضایی جیمز وب که 100 برابر قوی تر از تلسکوپ فضایی هابل است، قرار است در سال 2018 در مدار زمین قرار گیرد..

یافته های این محققان در نشریه “Astrophysical Journal” منتشر شده است.

.

منبع: space