یافته تازه تلسکوپ جیمز وب: تفاوتهای حیرتانگیز آب و هوای صبح و عصر در غول گازی شناختهشده
تصور کنید که در جهانی زندگی میکنید که پیشبینی وضع آب و هوایی به سرعتهای باد نزدیک به ۱۸هزار کیلومتر بر ساعت و بارشهای شبانهای از فلز مایع، یاقوت و یاقوت کبود اشاره میکند.
این تصویر عجیبی است که اخترشناسان برای سیارهی بیگانه WASP-121b ترسیم کردهاند؛ سیارهای از نوع «مشتری فوقداغ» که از جمله منحصر به فردترین سیارههای خارج از منظومه شمسی محسوب میشود.
این غول گازی بهقدری به ستارهی خود نزدیک است که یک سال مداری (یعنی یک چرخش کامل حول ستاره) در آن تنها ۳۰٫۵ ساعت به طول میانجامد. در این فاصلهی ناچیز (که اگر سیاره کمی نزدیکتر شود، نیروی گرانشی ستاره میتواند آن را متلاشی کند)، نیروی کشندی قوی ستاره باعث شده تا شکل سیاره از کره به فرم بیضوی تغییر کند.
دمای بخش روز سیاره به حدی افزایش مییابد که حتی میتواند فلزات را به بخار تبدیل کند. تحقیقات پیشین نشان دادهاند که ممکن است در سمت شب خنکتر، آهن به شکل باران فرو بریزد. حالا اخترشناسان با بهرهگیری از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، به تصویری شفافتر از آب و هوای غیرمعمول WASP-121b دست پیدا کردهاند.
طبق گزارش اسپیسداتکام، محققان با پیگیری تغییرات جزئی نور ستاره، در زمان گذر سیاره از مقابل آن و عبور از لایههای جوی WASP-121b، تفاوتهایی میان شرایط جوی در صبح و عصر این سیاره شناسایی کردهاند.
سیریل گاپ، نویسنده اصلی این مطالعه از مؤسسه ماکس پلانک در آلمان، در بیانیهای بیان کرد: «با توجه به کیفیت بینظیر دادههای جیمز وب، ما بهترین مشاهدات تاکنون از سیارههای دور را بهدست میآوریم». او افزود: «از طریق اندازهگیری تغییرات جذب نور ستاره در زمان چرخش WASP-121b، امکان بررسی جو آن در هر نقطهی جغرافیایی را داریم.»
بررسیها نشان میدهد که بخش مرزی عصرگاهی سیاره (قسمتی که از تابش نور روز خارج میشود)، دما بالاتری نسبت به بخش صبحگاهی دارد. محققان بیان کردهاند که این نتیجه با وجود بادهای شدید که گرما را از سمت داغ روز به سمت شب سردتر منتقل میکنند، هماهنگ است.
چون WASP-121b در وضعیت قفل کشندی قرار دارد، یک نیمکرهاش همیشه به ستاره معطوف است، در حالی که نیمکرهی مقابل آن در تاریکی دائمی قرار دارد. اما وقتی سیاره از مقابل ستاره عبور میکند، به اندازهای میچرخد که لایههای مختلف جو آن قابل مشاهده میشوند.
بهنظر میرسد که سمت داغ عصرگاهی بهقدری داغ است که مولکولهای آب را در لایههای فوقانی جو از هم جدا میکند.
با تحلیل تغییرات سیگنالهای جوی در سراسر زمان، گروه پژوهش متوجه شد که سمت عصرگاهی، نور ستاره را اندکی بیشتر از سمت صبحگاهی جذب میکند. همچنین محققان تغییراتی در سیگنالهای بخار آب و مونوکسید کربن رصد کردهاند که بهعنوان نشانهای از تفاوت دما در جو در نظر گرفته میشود.
سمت داغ عصرگاهی به طوری بهنظر میرسد که مولکولهای آب را در سطوح بالای جو از هم میپاشد. در مقابل، سمت خنکتر صبحگاهی ممکن است تا حدی توسط ابرهایی از مواد سیلیکاتی پوشش داده شود؛ اگرچه برای تایید وجود این ابرها به مدلهای پیچیدهتری نیاز است.
این نتایج به مجموعهای از تحقیقات در مورد آبوهواهای بیثبات WASP-121b افزوده میشود؛ از جمله دادههای اخیر تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) که جریانها و بادهای پیچیده، لایهلایه و آشفتهای را در نیمهای از سیاره ایجاد کردهاند.
مشاهدات قبل تلسکوپ هابل نیز نشاندهندهی نشانههایی از فرار منیزیم و آهن از جو این سیاره بود که احتمالاً به علت تابش شدید فرابنفش ستارهی میزبان اتفاق میافتد.
محققان خاطرنشان میکنند که این تکنیک نوین میتواند در آینده برای دیگر سیارههای فوقداغ نیز مورد استفاده قرار گیرد و به اخترشناسان کمک کند تا شرایط جوی دنیاهای دور را بهصورت بهتری مقایسه نمایند.
این پژوهش در تاریخ ۱۰ ژوئن در نشریه Nature Astronomy منتشر گردیده است.
