وب تلسکوپ جیمز وب، راز درخشش آسمانهای فرازمینی را کشف کرد: پدیدهای حیرتانگیز در سیاره WASP-17b!
آیا تا به حال به این فکر کردهاید که غروب خورشید در سیارهای دیگر چگونه خواهد بود؟ تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به تازگی شواهدی به دست آورده است که نشان میدهد ممکن است سیارات دوردست، میزبان پدیدههای نوری خیرهکنندهای مشابه “سگهای خورشیدی” (sun dogs) باشند که در زمین دیده میشوند. مطالعهای جدید از دانشگاه کرنل (Cornell University) حاکی از آن است که این پدیدههای نوری میتوانند در آسمان سیاره WASP-17b، یک غول گازی واقع در حدود ۱,۳۰۰ سال نوری از ما، قابل مشاهده باشند. اگر این نظریه به اثبات برسد، غروبهای فرازمینی میتوانند بسیار شگفتانگیزتر از هر آنچه که روی سیاره ما تجربه میکنیم، باشند.
چگونه بادهای سهمگین، بلورهای کوارتز را همراستا میکنند؟
سیاره WASP-17b یک “مشتری داغ” (hot Jupiter) است؛ یک غول گازی عظیم که به طرز خطرناکی به ستاره خود نزدیک است. این نزدیکی شدید، سیاره را در معرض گرمای سوزان و بادهای موسمی با سرعت حیرتانگیز ۱۶,۰۰۰ کیلومتر در ساعت (۱۰,۰۰۰ مایل در ساعت) قرار میدهد. بر اساس این تحقیق، این شرایط جوی خشن میتواند بلورهای ریز کوارتز را در ارتفاعات بالای سطح سیاره همراستا کند، درست همانطور که بلورهای یخ باعث ایجاد هالهها و لکههای رنگینکمانی، یا همان سگهای خورشیدی، در آسمان زمین میشوند.
نیکول لوئیس (Nikole Lewis)، دانشیار نجوم در دانشگاه کرنل و یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح میدهد: «اگر ما میتوانستیم از WASP-17b در طول موجهای نوری عکس بگیریم و دیسک سیاره را تفکیک کنیم، این نوع ویژگیهای سگ خورشیدی را مشاهده میکردیم.» این بلورهای کوارتز به قدری کوچک هستند که تقریباً ۱۰,۰۰۰ عدد از آنها میتوانند در عرض یک تار موی انسان جای بگیرند، اما رفتار جمعی آنها در زیر بادهای شدید میتواند آسمان فرازمینی را به یک نمایش درخشان تبدیل کند.
نقش تلسکوپ جیمز وب در تشخیص هالههای فرازمینی
در حالی که هیچ تلسکوپی نمیتواند به طور مستقیم از چنین پدیدههایی از این فاصله تصویربرداری کند، JWST این امکان را فراهم میکند که آنها را به طور غیرمستقیم مطالعه کنیم. در سال ۲۰۲۳، این تلسکوپ شواهدی از نانوکریستالهای کوارتز را در ابرهای مرتفع WASP-17b شناسایی کرد. لوئیس اعتراف کرد: «ما انتظار نداشتیم که کریستالهای کوارتز را در جو یک مشتری داغ ببینیم.» و بر این نکته تأکید کرد که این مشاهدات، چقدر برای علم سیارهشناسی پیشگامانه بودهاند.
برای بررسی بیشتر این پدیده، تیم تحقیقاتی شبیهسازیهای دقیقی را ایجاد کردند تا پیشبینی کنند که چگونه انواع مختلف کریستالها—از جمله کوارتز، انستاتیت (enstatite) و فورستریت (forsterite)—ممکن است بر اساس جهتگیری خود، نور را منعکس یا منتقل کنند. حتی تغییرات کوچک در همترازی کریستالها میتواند نحوه مشاهده سیگنالهای نور توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب را تغییر دهد و سرنخهایی در مورد مکانیک جوی سیاره ارائه دهد.
لوئیس افزود: «وقتی شروع به بررسی جو سیارات، بهویژه این مشتریهای داغ کردیم، به این نتیجه رسیدم که با بادهایی با سرعت ۱۶,۰۰۰ کیلومتر در ساعت که در این جوهای بسیار متراکم میوزند، مطمئناً دانهها باید همراستا شوند.»
این آسمانهای درخشان چه چیزی میتوانند آشکار کنند؟
سازوکار اساسی این هالههای کیهانی در مفهومی به نام “ترازبندی مکانیکی” (mechanical alignment) نهفته است. این ایده که اولین بار در سال ۱۹۵۲ توسط تامی گلد (Tommy Gold)، اخترشناس کرنل، برای توضیح چگونگی همراستا شدن ذرات گرد و غبار با جریانهای گاز در فضا پیشنهاد شد، از آن زمان تاکنون تکامل یافته است. در حالی که این ایده برای گرد و غبار بینستارهای جایگزین شده است، دانشمندان الایجا مولنز (Elijah Mullens) و لوئیس استدلال میکنند که این ایده هنوز تحت شرایط شدید جو سیارات فراخورشیدی معتبر است.
حتی اگر این ذرات کوارتز نتوانند به طور کامل با بادهای خروشان همراستا شوند، محققان بر این باورند که ممکن است همچنان به صورت عمودی قرار بگیرند یا به میدانهای الکتریکی واکنش نشان دهند و جلوههای بصری چشمگیری را هنگام پراکنده کردن نور ستارگان ایجاد کنند. مولنز، که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، اکنون در حال هدایت یک برنامه رصدی جدید JWST است که هدف آن بررسی دقیقتر این همترازی است. وی گفت: «به غیر از زیبا بودن، این جلوهها میتوانند به ما درباره نحوه تعامل کریستالها در جو بیاموزند—آنها واقعاً سرشار از اطلاعات هستند.»
با مطالعه نحوه تعامل نور با این ذرات همراستا، دانشمندان امیدوارند درک عمیقتری از شرایط فیزیکی و شیمیایی شکلدهنده آسمان سیارات دوردست به دست آورند.
رمان بازار