این ‘توپ لاوا مرطوب’ در فضا بهنحوی به یک جو چسبیده است
این سیاره گرم سوپر-زمین فراخورشیدی دارای اقیانوس مذاب است و به دور ستارهای بسیار قدیمی میچرخد.
دانشمندان قویترین شواهد تا کنون از وجود سیارهای سنگی با جو در خارج از نظام شمسی را کشف کردهاند؛ این کشف، باورهای قبلی مبنی بر اینکه سیارات کوچک نزدیک به ستارگان خود نمیتوانند لایهای ضخیم از گازها را حفظ کنند، به چالش میکشد.
سیاره TOI-561 b به دور ستارهای با عمر ۱۰ میلیارد سال که حدود ۲۸۰ سال نوری از زمین فاصله دارد میچرخد و دارای اقیانوس مذابی وسیعی است. با استفاده از تلسکوپ فضایی وبن ناسا، تیمی از پژوهشگران سیاره سوپر-زمین فوقگرم را بررسی کردند و شواهدی یافتند که نشان میدهد این سیاره با جوی ضخیم احاطه شده است. این یافتههای جدید، چگالی غیرعادی پایین این سیاره را توضیح میدهند و به دانشمندان کمک میکند تا درک بهتری از جهانهای سنگی فراتر از مرزهای نظام شمسی خودمان داشته باشند.
سوپر-زمین
این جهان عجیب اولین بار در سال 2020 کشف شد و نزدیکترین به خورشید از حداقل سه سیارهای است که به دور یک ستارهٔ قدیمی از نوع G میچرخند. اگرچه ستارهاش اندکی کوچکتر و سردتر از خورشید ما است، سیاره TOI-561 b بهقدری به ستاره میزبان نزدیک است (کمتر از یک میلیون مایل) که بهاحتمال زیاد قفل گرانشی دارد. چون این سیاره در ۱۱ ساعت یک مدار کامل میکند، یک سمت آن همیشه به سمت ستارهاش روبهرو است.
“آنچه واقعاً این سیاره را متمایز میکند، چگالی غیرعادی کم آن است”، جوآنا تسکه، دانشمند کارکن در آزمایشگاه علوم زمین و سیارات کارنگی و نویسنده اصلی مقالهای که در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد، در بیانیهای گفت. “این یک سوپر‑پاف نیست، اما چگالیاش کمتر از آن چیزی است که اگر ترکیب شبیه به زمین داشته باشد، انتظار میرفت.”
نزدیکی زیاد این سیاره به ستاره میزبان منجر به دماهای سوزان میشود که برای حفظ جو بیش از حد گرم هستند. تابش ستاره باعث میشود گازهای جو به فضا فرار کنند. اما چگالی کم این سیاره نشان میدهد که صرفاً یک جرم سنگی نیست.
تیم علمی پشت این مطالعه جدید قصد داشت بررسی کند آیا TOI-561 b صرفاً سنگ یا لاوا است یا عوامل دیگری در کارند. دانشمندان با استفاده از طیفسنج نزدیکفاصله مادونقرمز (NIRSpec) تلسکوپ وبن، دمای سمت روز سیاره (سمتی که به سمت ستارهاش رو بهرو است) را بر مبنای درخشندگی آن در باند نزدیکفاصله مادونقرمز اندازهگیری کردند.
اگر TOI-561 b جوئی نداشته باشد تا گرما را از سمت روز به سمت شب انتقال دهد، دماهای سمت روبهستاره این سیاره باید حدود ۴۹۰۰ درجه فارنهایت (۲۷۰۰ درجه سلسیوس) باشد. اما مشاهدات وبن داستان متفاوتی را نشان داد؛ دمای سمت روز سیاره بهنظر میرسد نزدیک به ۳۲۰۰ درجه فارنهایت (۱۸۰۰ درجه سلسیوس) باشد. این همچنان دمای بالایی است، اما برای توجیه عدم وجود جو کافی نیست.
تیم به بررسی سایر تبیینها پرداخت، اما هیچیک بهخوبی نتوانستند. بدون جو، سمت شب سیاره احتمالاً جامد میشود و انتقال حرارت از سمت روز را متوقف میکند. اقیانوس مذاب سیاره نیز میتوانست نقش داشته باشد اگر لایهٔ نازکی از بخار سنگ بر سطح وجود داشته باشد، اما اثر خنککنندگی آن ناچیز خواهد بود. “ما واقعاً به یک جو ضخیم و غنی از ترکیبات فرار نیاز داریم تا همه مشاهدات را توضیح دهیم”، آنجالی پیت، پژوهشگر در دانشگاه برمنگام، انگلستان و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیهای گفت.
اگرچه حضور جو بر روی TOI-561 b ممکن است تنها توضیح قابل قبول باشد، اما همچنان معمای این سؤال باقی میماند که چگونه یک سیارهٔ کوچک که تحت تأثیر پرتوی فراوان ستارهٔ میزبان قرار دارد، میتواند لایهٔ ضخیم گازها را حفظ کند. پژوهشگران بر این باورند که پاسخ ممکن است در اقیانوس مذاب سیاره نهفته باشد.
“ما فکر میکنیم تعادلی بین اقیانوس مذاب و جو وجود دارد”، تیم لیختنبرگ، پژوهشگر در دانشگاه گرونینگن، هلند و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیهای گفت. “در همانزمانی که گازها از سیاره خارج میشوند تا جو را تغذیه کنند، اقیانوس مذاب آنها را به درون داخلی بازمیگرداند.”
“این سیاره باید بهمراتب بسیار غنیتر از زمین از نظر ترکیبات فرار باشد تا مشاهدات را توجیه کند”، او افزود. “واقعا شبیه یک توپ لاوا مرطوب است.”