راز «سیاره صورتی» فاش شد؛ کشف ابرهای نمکی در جَو یک جهان مرموز

نورنیوز-گروه فرهنگی : یکی از سردترین جهان‌های تصویربرداری‌شده در اطراف ستاره‌ای دیگر، به مدت بیش از یک دهه، از دسترس ستاره‌شناسان دور بود. آن‌ها می‌توانستند نقطه صورتی کم‌رنگ جی‌جِی ۵۰۴ بی/ GJ 504 b معروف به سیاره صورتی را ببینند، اما نور آن برای شناسایی ترکیبات جَو بسیار ضعیف بود. اکنون تلسکوپ فضایی جیمز وب برای اولین‌بار طیف (نشانه‌های نوری) آن را ثبت کرده است. بهترین توضیح برای این طیف، جَوی پوشیده از ابرهای نمکی است.

این کشف پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن در فصلنامه اخترشناسی/ The Astronomical Journal منتشر و به‌عنوان اولین شواهد مستقیم از ابرهای نمکی در جَو یک جرم سرد توصیف شده است. وجود این نوع ابرها بیش از پانزده سال پیش توسط دانشمندان پیش‌بینی شده بود، اما تاکنون هیچ داده‌ی واقعی برای تأیید آن‌ها وجود نداشت و این اولین باری است که چنین ابرهایی برای توضیح طیف یک سیاره به کار گرفته می‌شوند.

سیاره‌ای سرد و مرموز

نخستین‌بار سیاره جی‌جِی ۵۰۴ بی در سال ۲۰۱۳ میلادی به طور مستقیم تصویربرداری شد. این سیاره به دور ستاره‌ای شبیه خورشید در فاصله حدود ۵۷ سال نوری از ما می‌چرخد و از همان ابتدا، عجیب به‌نظر می‌رسید.

بیشتر سیاره‌هایی که به طور مستقیم تصویربرداری می‌شوند، دمایی حدود هزار کلوین (۷۲۷ درجه سانتی‌گراد) یا بیشتر دارند. این گرما از زمان شکل‌گیری آن‌ها باقی مانده است؛ اما دمای جی‌جِی ۵۰۴ بی حدود ۵۶۴ کلوین (۲۹۰ درجه سانتی‌گراد) است؛ یعنی به دمای یک اجاق داغ نزدیک‌تر است تا یک ستاره جوان.

این سرمای زیاد جالب و در عین حال مشکل‌ساز است. هر چه جرمی سردتر باشد، نور کمتری از خود منتشر می‌کند؛ به همین دلیل، تلاش‌های مکرر برای ثبت طیف این سیاره با بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های زمینی شکست خورد و پژوهشگران فقط توانستند روشنایی آن را اندازه‌گیری کنند، بدون اینکه به اثر انگشت دقیق نور آن دست پیدا کنند.

چند ساعت با جیمز وب

کاری که سال‌ها برای تلسکوپ‌های زمینی غیرممکن بود، تلسکوپ جیمز وب تنها در چند ساعت انجام داد. پژوهشگران با استفاده از ابزارهای حساس این تلسکوپ، طیف سیاره را ثبت کردند و با پردازش دقیق داده‌ها و حذف نور خیره‌کننده ستاره میزبان نور خود سیاره را جدا ساختند.

طیف به‌دست‌آمده بسیار غنی بود و وجود بخار آب، گازهای کربنی و ترکیبات گوگردی را در جَو این سیاره نشان می‌داد.

ابرهای نمکی؛ کلید حل معما

ابرهای نمکی مستقیماً مشاهده‌شدنی نبودند؛ بلکه زمانی خود را نشان دادند که داده‌ها با مدل‌های بدون ابر همخوانی نداشتند. وقتی پژوهشگران جَو سیاره را بدون ابر شبیه‌سازی کردند، تنها راه برای تطابق با مشاهدات، استفاده از شرایطی بود که از نظر فیزیکی ناممکن به نظر می‌رسید؛ اما با افزودن ابرها به مدل، همه آن ناهماهنگی‌ها برطرف شد.

گروه پژوهشی سه نوع ابر مختلف را آزمایش کردند و مشاهده کردند که ابرهای نمکی با داده‌های طیفی ثبت‌شده توسط تلسکوپ جیمز وب بیشترین تطابق را داشتند. در این مدل، لایه‌ای از ابرهای نمکی بر فراز جَو قرار می‌گیرد و اثرات مولکول‌های زیرین را کاهش می‌دهد. نتیجه نهایی، نوری است که دقیقاً با آنچه جیمز وب ثبت کرده، همخوانی دارد.

ابرهای نمکی ممکن است عجیب به‌نظر برسند، اما در این دماها کاملاً طبیعی هستند. در جَوهایی که برای تشکیل ابرهای سنگی و فلزی (مخصوص جهان‌های داغ‌تر) بسیار سردند، نمک‌ها از گاز خارج می‌شوند و به شکل مه درمی‌آیند؛ دقیقاً مانند بخار آب که روی زمین به ابر تبدیل می‌شود. این نظریه سال‌ها در مقالات علمی مطرح بود، اما طیف (نوری که از سیاره به ما رسیده و پس از تجزیه‌شدن، ترکیبات جَو آن را آشکار می‌کند) جی‌جِی ۵۰۴ بی اولین موردی است که این مه برای توضیح آنچه تلسکوپ دیده، ضروری است.

گامی برای دنیاهای سردتر

اهمیت این کشف فراتر از یک کنجکاوی علمی است. مشتری، سیاره غول‌پیکر منظومه شمسی خودمان، ابرهایی از جنس آمونیاک دارد، اما تلسکوپ‌های کنونی نمی‌توانند چنین ابرهایی را در سیاره‌های دور تشخیص دهند. جی‌جِی ۵۰۴ بی گامی در این مسیر است؛ جهانی به اندازه کافی سرد که رفتاری شبیه به سیارات غول‌پیکر نزدیک به خودمان دارد و با ابزار مناسب و صبر کافی، سرانجام به اندازه کافی روشن است که بتوان رازهای آن را کشف کرد.