به نقل از «خبرگزاری صدا و سیما»

کشف جرمی حدید در اطراف منظومه شمسی

تاریخ انتشار: ۶ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۲۰۱۴۴۰

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما،  بر اساس مقاله‌ای که این هفته در مجله Astronomical منتشر شد، در فاصله حدود ۲۸۵ سال نوری از منظومه شمسی ما، یک محله کیهانی و متراکم قرار دارد که دانشمندان آن را TOI-۵۲۰۵b می‌نامند.
وجود چند خورشید در اطراف سیارات بسیار معمول است، زیرا این اجسام ستاره‌ای تقریبا به اندازه نیمی از خورشید داغ هستند و درخشندگی بسیار کمی دارند، با این حال به طور متوسط عمر بسیار طولانی دارند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

دمای TOI-۵۲۰۵ در مقایسه با خورشید که ۵ هزار و ۵۲۶ درجه سانتیگراد است؛ حدود ۳ هزار و ۲۲۷ درجه سانتیگراد اندازه گیری شده است.
با این حال، دو جنبه عجیب از همراهی TOI-۵۲۰۵ و TOI-۵۲۰۵b وجود دارد. پیش از این تصور می‌شد که خورشید نمی‌تواند میزبان سیارات غول پیکر گازی باشد که TOI-۵۲۰۵b آن را نقض کرد. علاوه بر آن معمولاً تصور می‌شد که ستاره‌های خورشیدی به طور کلی میزبان سیاراتی هستند که بسیار کوچک‌تر از خودشان باشند، اما ستاره میزبان، TOI-۵۲۰۵، تقریباً چهار برابر است. با این حال به نوعی توانسته است سیاره‌ای به اندازه مشتری تشکیل دهد که بسیار شگفت انگیز است!
سیاره مشتری مانندی که به دور ستاره‌ای شبیه به خورشید می‌چرخد را می‌توان با نخودی که به دور یک گریپ فروت می‌چرخد مقایسه کرد. شوبهام کانودیا، نویسنده اصلی، گفت: برای TOI-۵۲۰۵b، چون ستاره میزبان بسیار کوچکتر است، بیشتر شبیه یک نخود است که دور یک لیمو می‌چرخد.
شوبهام کانودیا، ستاره شناس موسسه علوم کارنگی و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: بر اساس درک فعلی ما از تشکیل سیاره، TOI-۵۲۰۵b نباید وجود داشته باشد و یک سیاره “ممنوعه” است.
برای فهم این اختلاف اندازه، Kanodia یک قیاس قانع کننده ارائه می‌دهد. می‌توانید سیاره‌ای شبیه مشتری را در نظر بگیرید که به دور ستاره‌ای شبیه به خورشید می‌چرخد، مانند نخودی که دور یک گریپ فروت می‌چرخد. TOI-۵۲۰۵b که به دور TOI-۵۲۰۵ می‌چرخد، بیشتر شبیه نخودی است که به دور لیمو می‌چرخد. اختلاف اندازه مشتری و خورشید بسیار بیشتر از اختلاف اندازه این سیاره و خورشید است.
با این وجود، صد‌ها مشتری می‌توانند در داخل خورشید ما قرار بگیرند در حالی که تنها چهار TOI-۵۲۰۵b می‌توانستند در خورشید جای گیرند.
بنابراین، زمانی که سیستم ستاره‌ای TOI-۵۲۰۵ برای اولین بار بنیان نهاده شد، چه اتفاقی باعث ایجاد چنین جفت عجیبی از اجرام کیهانی شد؟ پاسخ ساده این است که هنوز نمی‌دانیم. کانودیا و همکارانش سرنخ‌هایی دارند، اما در نهایت می‌گویند که برای حل این معما باید جزئیات بیشتری را مشاهده کنند. حل این رمز و راز ممکن است دانش ما را از نظریه تشکیل سیاره تغییر دهد.
کانودیا در این مقاله نوشت: ما می‌دانیم که TOI-۵۲۰۵b وجود دارد، بنابراین در درک ما از این سیارات، یا فضای داخلی سیاره‌ها، یا روند شکل گیری سیاره‌ها اختلافاتی وجود دارد. به طور خلاصه، همانطور که ستارگان جوان اعماق فضا را طی می‌کنند، تمایل دارند گاز بین ستاره ای، تکه‌های سنگی و گرد و غبار اطراف خود یا همان مواد دیسک را به شکل دایره احاطه کنند.
یک مدل تثبیت شده از تشکیل سیاره برای غول‌های گازی مانند مشتری و TOI-۵۲۰۵b می‌گوید که برای ایجاد یک هسته سیاره‌ای سنگی حدود ۱۰ برابر جرم زمین، مواد دیسک مورد نیاز است. سپس، یک تن گاز از دیسک شروع به جمع شدن در اطراف هسته می‌کند و در نهایت به نمونه‌های منظومه شمسی تبدیل می‌شود.
اما انتظار نمی‌رود که دیسک اولیه TOI-۵۲۰۵ به اندازه کافی از آن بلوک‌های ساختمانی غول پیکر گازی برای تشکیل جسمی شبیه مشتری برخوردار باشد.
کانودیا می‌گوید: در ابتدا، اگر مواد سنگی کافی در دیسک برای تشکیل هسته اولیه وجود نداشته باشد، آنگاه نمی‌توان یک سیاره غول پیکر گازی را تشکیل داد؛ و در پایان، اگر دیسک قبل از تشکیل هسته عظیم تبخیر شود، آنگاه نمی‌توان یک سیاره غول پیکر گازی را تشکیل داد. کانودیا ادامه داد: با این حال، TOI-۵۲۰۵b با وجود این موانع شکل گرفت.
خوشبختانه، نزدیکی نسبت اندازه فضای بین دو جرم آسمانی (وقتی TOI-۵۲۰۵b از مقابل ستاره خود از نقطه دید ما عبور می‌کند، حدود ۷ درصد از نور گوی را مسدود می‌کند) مطالعه آن‌ها بسیار آسان‌تر می‌کند.
محققان به‌ویژه علاقه‌مند به استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای درک پس‌زمینه غیرعادی منظومه ستاره‌ای TOI-۵۲۰۵ هستند.
تلسکوپ فضایی جیمز وب که برای ارزیابی کیهان با عدسی بدون فیلتر ساخته شده است، در یک سال اخیر توانسته است به تنهایی دنیای جدیدی را بیابد و اطلاعات ارزشمندی در مورد کیهان و نحوه شکل گیری اجرام آسمانی ارائه دهد.

منبع: خبرگزاری صدا و سیما

کلیدواژه: غول پیکر گازی ستاره ای

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iribnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری صدا و سیما» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۲۰۱۴۴۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

نقشه‌ تلسکوپ فضایی «جیمز وب» از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» به پژوهشگران در نقشه‌برداری از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی کمک کرد.

به گزارش ایسنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با موفقیت از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» برای ترسیم نقشه آب‌وهوایی یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی داغ استفاده کردند.

به نقل از ناسا، بررسی‌های دقیق در طیف گسترده‌ای از نور فروسرخ میانی، همراه با مدل‌های سه‌بعدی آب‌وهوا و مشاهدات پیشین تلسکوپ‌های دیگر، وجود ابرهای متراکم و مرتفع را نشان می‌دهند که آسمان را هنگام روز و شب می‌پوشانند و همچنین، بادهای استوایی را به نمایش می‌گذارند که گازهای جوی را با سرعت ۵۰۰۰ مایل در ساعت در اطراف سیاره فراخورشیدی «WASP-43 b» ادغام می‌کنند.

این جدیدترین نمایش علم سیارات فراخورشیدی به شمار می‌رود که اکنون با توانایی خارق‌العاده جیمز وب برای بررسی تغییرات دما و تشخیص گازهای اتمسفر در تریلیون‌ها مایل دورتر امکان‌پذیر شده است.

سیاره فراخورشیدی WASP-43 b یک نوع «مشتری داغ»(Hot Jupiter) است. این سیاره هم‌اندازه مشتری عمدتا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و بسیار داغ‌تر از سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی است. اگرچه ستاره آن کوچک‌تر و سردتر از خورشید است اما WASP-43 b در فاصله ۱.۳ میلیون مایلی می‌چرخد که کمتر از یک بیست و پنجم فاصله بین عطارد و خورشید است.

با چنین مداری، سیاره از نظر جزر و مدی قفل می‌شود؛ به این معنی که یک طرف آن به طور مداوم روشن است و طرف دیگر در تاریکی دائمی قرار دارد. اگرچه طرف شب هرگز هیچ تابش مستقیمی را از ستاره دریافت نمی‌کند اما بادهای شدید در حال وزش به سمت شرق، گرما را از طرف روز به اطراف انتقال می‌دهند.

از زمان کشف سیاره WASP-43 b در سال ۲۰۱۱، تلسکوپ‌های متعددی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر» آن را رصد کرده‌اند. «تیلور بل»(Taylor Bell) پژوهشگر «مؤسسه تحقیقات محیطی منطقه خلیج»(BAERI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با تلسکوپ فضایی هابل، به وضوح می‌توانیم ببینیم که بخار آب در طرف روز سیاره وجود دارد. هابل و اسپیتزر هر دو نشان دادند که ممکن است ابرهایی در سمت شب وجود داشته باشند اما ما به بررسی‌های دقیق‌تر با تلسکوپ فضایی جیمز وب نیاز داشتیم تا نقشه‌برداری را از دما، پوشش ابر، بادها و ترکیب دقیق‌تر اتمسفر در سراسر سیاره آغاز کنیم.

اگرچه WASP-43 b آن قدر کوچک، کم‌نور و نزدیک به ستاره خود است که تلسکوپ نمی‌تواند مستقیما آن را ببیند اما دوره مداری کوتاه سیاره که تنها ۱۹.۵ ساعت است، آن را برای «طیف‌سنجی منحنی فاز» ایده‌آل می‌کند. روش طیف‌سنجی منحنی فاز شامل بررسی تغییرات کوچک در روشنایی منظومه ستاره-سیاره در حالی است که سیاره به دور ستاره می‌چرخد.

از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.

این گروه پژوهشی به مدت بیش از ۲۴ ساعت از «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب برای اندازه‌گیری نور منظومه WASP-43 در هر ۱۰ ثانیه استفاده کردند. بل توضیح داد: ما با مشاهده کل یک مدار توانستیم دمای طرف‌های متفاوت سیاره را هنگام چرخش در دید محاسبه کنیم. براساس این محاسبات، ما توانستیم نقشه‌ای را از دمای سراسر سیاره بسازیم.

اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای هوای طرف روز سیاره به طور میانگین ​​نزدیک به ۱۲۵۰ درجه سلسیوس است؛ در حالی که دمای طرف شب به ۶۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و به طور قابل توجهی خنک‌تر است. این داده‌ها به یافتن داغ‌ترین نقطه روی سیاره کمک می‌کنند که از نقطه‌ دریافت‌کننده بیشترین تشعشعات ستاره‌ای، کمی به سمت شرق جابه‌جا می‌شود. این تغییر به دلیل وزش بادهایی رخ می‌دهد که هوای گرم را به سمت شرق حرکت می‌دهند.

«مایکل رومن»(Michael Roman) پژوهشگر «دانشگاه لستر»(University of Leicester) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعیت که ما می‌توانیم دما را به این روش ترسیم کنیم، گواه واقعی بر حساسیت و ثبات جیمز وب است.

پژوهشگران برای تفسیر نقشه، از مدل‌های جوی سه‌بعدی پیچیده مانند مدل‌هایی استفاده کردند که برای درک آب‌وهوا و اقلیم روی زمین به کار می‌روند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که طرف شب سیاره احتمالا در یک لایه متراکم و مرتفع از ابرها پوشیده شده است و این لایه، مانع راه یافتن بخشی از نور فروسرخ به فضا می‌شود. در نتیجه، اگرچه طرف شب بسیار گرم است اما نسبت به زمانی که ابری در آن وجود نداشته، کم‌نورتر و خنک‌تر به نظر می‌رسد.

طیف گسترده نور فروسرخ میانی که توسط جیمز وب گرفته شده است، اندازه‌گیری میزان بخار آب و متان اطراف سیاره را ممکن می‌سازد. «جوآنا بارستو»(Joanna Barstow) پژوهشگر «دانشگاه آزاد انگلستان»(The Open University of UK) و از پژوهشگران این پروژه گفت: جیمز وب به ما فرصت داده است تا دقیقا متوجه شویم کدام مولکول‌ها را می‌بینیم و محدودیت‌هایی را برای فراوانی آنها قائل شویم.

طیف‌های بررسی‌شده نور، نشانه‌های آشکاری را از بخار آب در طرف شب و طرف روز سیاره نشان می‌دهند که اطلاعات بیشتری را درباره تراکم ابرها و ارتفاع آنها در جو ارائه می‌کنند.

همچنین، پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که داده‌ها کمبود متان را در همه نقاط جو نشان می‌دهند. از آنجا که روز برای وجود متان خیلی گرم است، متان باید هنگام شب خنک‌تر، پایدار و قابل تشخیص باشد.

بارستو توضیح داد: این واقعیت که ما متان نمی‌بینیم، به ما می‌گوید که سرعت باد در سیاره WASP-43 b باید به حدود ۵۰۰۰ مایل در ساعت برسد. اگر بادها گاز را از طرف روز به طرف شب سیاره حرکت دهند و دوباره به سرعت بازگردند، زمان کافی برای بروز واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده مقادیر قابل تشخیص متان در سمت شب وجود نخواهد داشت.

پژوهشگران معتقدند که به دلیل این اختلاط ناشی از باد، شیمی اتمسفر در سراسر سیاره یکسان است. این نتیجه در پژوهش‌های پیشین که با تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر انجام شدند، مشخص نبود.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.

در انیمیشن زیر می‌توانید نقشه دمای سیاره WASP-43 b را ببینید.

انتهای پیام