اولین گزارش هواشناسی سیاره‌ای خارج از منظومه شمسی

[Navisa.]

دانش > نجوم - دانشمندان با رصد جو مملو از ابر در 2 سیاره فراخورشیدی دریافته‌اند که ابرها پدیده‌ای مختص زمین نیستند، و در آسمان خیلی از سیارات دیگر زمین مانند هم می‌توان آنها را یافت.
مجید جویا: پژوهشگران دریافته‌اند که یکی از شناخته شده‌ترین سیارات خارج از منظومه شمسی که فقط اندکی بزرگ‌تر از زمین است، آسمانی شدیدا ابری دارد. این کوچک‌ترین و زمین مانندترین سیاره‌ای است که تاکنون اسرار جو آن برای دانشمندان فاش شده است. (برای مشاهده مقاله مربوط به این نتایج، اینجا را کلیک کنید)

در یک پژوهش دیگر هم، ابرهای آسمان یک سیاره بزرگ‌تر (هم اندازه نپتون) مشاهده شده‌اند. از این دو گزارش هواشناسی می‌توان چنین نتیجه گرفت که احتمالا آسمان خیلی از سیارات با ابر پوشیده شده است.

هیتر ناتسون، اخترشناس سیاره‌ای از کالتک (انستیتو صنعتی کالیفرنیا در پاسادنا) و نویسنده مقاله دوم، می‌گوید: «ما همیشه می‌دانستیم که برخی از سیارات باید جوی مملو از ابر داشته باشند، ولی اکنون موجی از نتایج داریم که به ما می‌گویند که ابرها خیلی هم معمول‌اند».

این دو سیاره از جمله نزدیک‌ترین سیارات به منظومه شمسی هستند که تاکنون کشف شده‌اند. سیاره GJ 1214b تنها 13 پارسک (تقریبا 42 سال نوری) با ما فاصله دارد، و هر 38 ساعت یک بار، به دور یک ستاره کوتوله سرخ می‌چرخد. وقتی سیاره از مقابل ستاره مادر می‌گذرد، بخشی از نور ستاره از میان جو سیاره گذشته و به زمین می‌رسد، که با استفاده از آن می‌توان به ترکیباتش پی برد.

در سال 2010/1389، پژوهشگران گزارش کرده بودند که نتوانسته‌اند هیچ اثری از اتمسفر GJ 1214b را در طیف نور دریافتی از ستاره میزبان آن پیدا کنند. در آن زمان دو تفسیر برای علت این رویداد مطرح شد. یکی از آنها این بود که که ابرهای سیاره، به طور کامل مانع از عبور نور ستاره از میان خود شده‌اند.

انتخاب دیگر این بود که جو سیاره به جای مولکول سبک هیدروژن، عمدتا از مولکول‌های سنگین مانند آب تشکیل شده باشد. اگر چنین می‌بود، در آن صورت جاذبه سیاره می‌بایست موجب شود که جو سیاره یک لایه نازک پرچگال باشد. این لایه نازک موجب می‌شود که بخشی از طیف نور دریافتی از ستاره که از فیلتر جو سیاره گذشته است، به حدی ضعیف باشد که قابل تشخیص توسط ابزارهای زمینی نباشد.

پژوهشگران در آن زمان نمی‌توانستند تفاوتی بین این دو تحلیل قائل شوند. حال، مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل نشان می‌دهند که گزینه ابرهای سیاره‌ای درست بوده است.

گروهی به رهبری لارا کرایدبرگ از دانشگاه شیکاگو در ایلینویز، نور نزدیک فروسرخ فیلتر شده در اطراف GJ 1214b را در جریان 15 عبور آن از مقابل ستاره مادر، بررسی کردند. به این ترتیب دانشمندان به داده‌های کافی دست پیدا کردند تا بتوانند رد یک اتمسفر سرشار از آب را در طیف نور ستاره بیابند.

به گفته کرایدبرگ، جو این سیاره عمدتا از بخار آب تشکیل شده است: «ولی دریافتیم که در آنجا ابر هم وجود دارد».
با توجه به دما و فشار جو این سیارات، ابرهای جو آن سیارات در جو زمین دیده نخواهند شد. آنها احتمالا از جنس چیزی مانند سولفید روی یا کلرید پتاسیم تشکیل شده‌اند، چرا که هر دوی این ترکیبات می‌توانند چگالیده شده و تبدیل به قطرات میکروسکوپی شوند، و به این ترتیب سبب تشکیل ابر شوند. کرایدلبرگ می‌گوید: «این اولین باری است که ما توانسته‌ایم ویژگی‌های جو یک سیاره کوچک‌تر از نپتون را مشخص کنیم».

ابرهای مشابهی هم سیاره بزرگ‌تر و نپتون‌مانند GJ 436b را که در فاصله 10 پارسک (33 سال نوری) قرار دارد، پوشانده‌اند. علت انتخاب سیاره از سوی ناتسون و همکارانش در دانشگاه کلتک این بود که تعداد بی‌شماری سیاره با این اندازه وجود دارند و این یکی مدل خوبی برای مطالعه آنان است. این دانشمندان هم مانند گروه کرایدبرگ، از تلسکوپ هابل برای مشاهده تغییرات نور ستاره در هنگام عبور سیاره از مقابل آن استفاده کردند.

یک بار دیگر، طیف ستاره هیچ نشانی از اتمسفر سیاره نداشت. و یک بار دیگر، دو گزینه احتمالی وجود داشت: یکی جو ابرناک و دیگری لایه نازک اتمسفر حاوی مولکول‌های سنگین مانند آب یا متان.

نپتون عمدتا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است، در نتیجه به گفته ناتسون، یک جسم هم اندازه نپتون با یک جو سنگین، دور از انتظار خواهد بود. او می‌گوید: «ما فکر می‌کردیم که این فقط یک سیاره مشابه نپتون است، ولی اگر هیدروژن زیادی نداشته باشد، در آن صورت باید به این فکر کنیم که چطور می‌توان چنین سیاره‌ای ساخت».

جولیان موزس از انستیتوی علوم فضایی بولدر کلرادو می‌گوید هر دو تحقیق تازه نشان می‌دهند که ابرها چطور بیشتر و بیشتر در سیارات ظاهر می‌شوند. در ماه اکتبر/مهر، گروهی به رهبری دانشمندان ام‌آی‌تی گزارش کردند که توانسته‌اند ابرها را در دو نیم کره سیاره کپلر 7b مشاهده کنند.