رازهای جوی سیاره‌ای دوردست برملا شد: شکار شگفت‌انگیز تلسکوپ وب، علم را به چالش می‌کشد!

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بار دیگر خبرساز شد! این بار، اخترشناسان با استفاده از این تلسکوپ پیشرفته، به دو کشف انقلابی دست یافته‌اند: شواهد قوی از وجود سیاره‌ای احتمالی به اندازه زحل که به دور ستاره آلفا قنطورس A، نزدیک‌ترین همسایه خورشید مانند ما، می‌چرخد و کشف یک سیستم آب و هوایی بی‌سابقه در منظومه شمسی بر روی سیاره پلوتو. جزئیات مربوط به یافته‌های آلفا قنطورس در دو مقاله که توسط نشریه The Astrophysical Journal Letters پذیرفته شده‌اند، منتشر شده است، در حالی که تحقیقات مربوط به پلوتو در مجله Nature Astronomy به چاپ رسیده است.

سیاره‌ای غول‌پیکر در کمین منظومه آلفا قنطورس؟

به گفته ناسا، منظومه سه ستاره‌ای آلفا قنطورس، که تنها ۴ سال نوری با ما فاصله دارد، همواره یکی از جذاب‌ترین اهداف برای جستجوی سیارات فراخورشیدی بوده است. این منظومه از دو ستاره خورشید مانند به نام‌های آلفا قنطورس A و آلفا قنطورس B و یک کوتوله سرخ به نام پروکسیما قنطورس تشکیل شده است که پیش از این، میزبانی سه سیاره تایید شده را بر عهده داشته است.

در اوت ۲۰۲۴، اخترشناسان با استفاده از ابزار فروسرخ میانی (MIRI) تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، جسمی را در فاصله حدود دو واحد نجومی از آلفا قنطورس A شناسایی کردند. این فاصله تقریباً دو برابر فاصله زمین تا خورشید است و این جسم بیش از ۱۰,۰۰۰ بار کم‌نورتر از ستاره میزبان خود است. بر اساس میزان روشنایی آن، احتمالاً یک سیاره گازی غول‌پیکر با جرمی مشابه زحل است که در مداری بیضوی به دور ستاره‌اش می‌چرخد.

چالش‌های رصد با تلسکوپ وب

رصد منظومه آلفا قنطورس به دلیل روشنایی زیاد، نزدیکی ستارگان به یکدیگر و سرعت بالای حرکت آن‌ها در آسمان، بسیار دشوار است. تیم تلسکوپ فضایی وب، یک دنباله رصدی تاج‌نگاری سفارشی طراحی کرد تا نور ستارگان را مسدود کند و امکان شناسایی سیگنال ضعیف را فراهم آورد. با این حال، مشاهدات بعدی در فوریه و آوریل ۲۰۲۵ نتوانستند این جسم را دوباره شناسایی کنند، که این امر منجر به شبیه‌سازی میلیون‌ها مدار احتمالی شد.

نتایج نشان می‌دهند که در نیمی از سناریوها، این سیاره در طول مشاهدات بعدی بیش از حد به ستاره نزدیک شده و برای تلسکوپ فضایی وب نامرئی شده است. در صورت تایید این کشف، این سیاره نزدیک‌ترین سیاره فراخورشیدی خواهد بود که تاکنون به طور مستقیم از ستاره‌اش تصویربرداری شده و نزدیک‌ترین سیاره‌ای خواهد بود که در ناحیه قابل سکونت یک ستاره خورشید مانند یافت شده است – اگرچه به عنوان یک سیاره گازی غول‌پیکر، نمی‌تواند میزبان حیات به شکلی که ما می‌شناسیم باشد.

جو پلوتو، حاصل مه غلیظ در ارتفاع بالا

در یک کشف کاملاً مجزا، تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان داد که آب و هوا و اقلیم پلوتو عمدتاً تحت تاثیر جو رقیق نیتروژن-متان آن نیست، بلکه تحت تاثیر مه غلیظ در ارتفاع بالا است که به عنوان یک ترموستات سیاره‌ای عمل می‌کند. این مه تا ارتفاع ۲۰۰ کیلومتری (۱۲۵ مایلی) بالاتر از سطح سیاره امتداد دارد و حاوی ذرات آلی مشابه ذرات موجود در تیتان است که در لایه‌های نازکی از یخ هیدروکربن و نیتریل پیچیده شده‌اند.

ذرات مه در طول روز نور خورشید را جذب می‌کنند و در شب انرژی مادون قرمز را ساطع می‌کنند و به این ترتیب، جو را مؤثرتر از مولکول‌های گاز به تنهایی خنک می‌کنند. این چرخه، قسمت بالایی جو پلوتو را پایدار اما فوق‌العاده سرد نگه می‌دارد – حدود منفی ۲۰۲ درجه سانتیگراد (منفی ۳۳۳ درجه فارنهایت) – حدود ۳۰ درجه سردتر از آنچه مدل‌های مبتنی بر گاز پیش‌بینی می‌کردند.

ابزار MIRI تلسکوپ فضایی جیمز وب، در طول یک دوره رصدی در سال ۲۰۲۲، برای اولین بار توانست درخشش حرارتی ضعیف پلوتو را از قمر آن، شارون، جدا کند و تایید کرد که انتشار اضافی مادون قرمز از مه پلوتو ناشی می‌شود.

پیامدهای این کشف برای سایر جهان‌ها

سیستم‌های آب و هوایی مشابه مبتنی بر مه ممکن است در تریتون و تیتان نیز وجود داشته باشند و درس‌های آموخته شده از پلوتو می‌توانند به تفسیر جو سیارات فراخورشیدی که در آن‌ها مه غلیظ شناسایی شده است، کمک کنند. این یافته‌ها همچنین بینش‌هایی را در مورد زمین اولیه ارائه می‌دهند، که ممکن است در یک مه غلیظ غنی از متان پوشیده شده بوده باشد که دما را تعدیل کرده و مولکول‌های شکننده را از نور ماوراء بنفش محافظت کرده و به طور بالقوه به منشاء حیات کمک کرده است.

هر دو کشف، تطبیق‌پذیری فوق‌العاده تلسکوپ فضایی جیمز وب را نشان می‌دهند – تصویربرداری از یک سیاره فراخورشیدی احتمالی کم‌نور در فاصله چند سال نوری و تشخیص یک اثر حرارتی ظریف در جو یک سیاره کوتوله دوردست.

اگر سیاره آلفا قنطورس تایید شود، به یک معیار اساسی برای مطالعات آینده، از جمله مشاهدات توسط تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن تبدیل خواهد شد. در همین حال، آب و هوای مه آلود پلوتو می‌تواند مدل‌های فیزیک جوی را بازنویسی کند و بر نحوه ارزیابی دانشمندان از پتانسیل سکونت‌پذیری در جهان‌های داخل و خارج از منظومه شمسی تأثیر بگذارد.

منبع