جواهرات مایع از ابرهای فلزی کره زمین می ریزند!

فرارو-در فاصله 855 سال نوری از ما سیاره ای غول پیکر فراخورشیدی با ابرهایی از فلزات تبخیر شده و یاقوت کبود مایع قرار دارد. این دقیق ترین تحلیلی است که اخترشناسان پس از مطالعه جو انجام داده اند.

به گزارش فرارو، توماس میکال ایوانز، ستاره شناس موسسه پلانک در آلمان می گوید: با وجود کشف هزاران سیاره فراخورشیدی، به دلیل ماهیت پیچیده مشاهدات، ما تنها توانستیم اتمسفر بخش کوچکی را مطالعه کنیم. اکنون ما فراتر از گرفتن عکس از نواحی خاصی از جو سیاره می رویم و به آنها به عنوان سیستم های سه بعدی واقعی نگاه می کنیم.

سیاره فراخورشیدی مورد بحث یکی از مشهورترین سیاراتی است که تاکنون مشاهده شده است. این سیاره که برای اولین بار در سال 2015 کشف شد، WASP-121b نام دارد. این غول گازی با جرمی در حدود 1.18 و حجمی 1.81 برابر با سیاره مشتری است. WASP-121b اولین سیاره فراخورشیدی است که آب را در استراتوسفر یافت. بعید است که بتوان در این سیاره زندگی کرد. در چنین مداری، هوا بسیار گرم است و دما از 1500 تا 3000 کلوین (از 1227 تا 2727 درجه سانتیگراد یا از 2240 تا 4940 درجه فارنهایت) خواهد بود.

با توجه به اندازه و نزدیکی سیاره به ستاره میزبان، WASP-121b به دسته سیارات گازی داغ فراخورشیدی تعلق دارد که کمتر از 10 روز به دور ستاره های میزبان شما می چرخند. از حدود 5000 سیاره فراخورشیدی تایید شده، بیش از 300 سیاره در حال حاضر در این دسته قرار دارند. اما WASP-121b نمونه اولیه سیارات بیش از حد گرم شده نامیده می شود. نزدیکی WASP-121b به ستاره میزبان و حرکت‌های میانی آن باعث می‌شود یک طرف سیاره فراخورشیدی که همیشه رو به ستاره میزبان است، در نور روز سوزان و طرف دیگر در تاریکی دائمی باشد. محققان قبلی بخارات فلزات سنگین را در جو سیاره کشف کرده بودند.

کاوش در سمت شب سیاره کمی دشوار است، زیرا حدود 10 برابر تاریک تر از روز است. برای به دست آوردن اطلاعات دقیق تر در مورد این سیاره، مایکل ایوانز و تیمش از تلسکوپ فضایی هابل برای رصد دو مدار کامل، WASP-121b، و سپس ترکیب داده های روز و شب استفاده کردند. این مطالعه به آنها اجازه داد تا برای اولین بار چرخه کامل آب سیاره فراخورشیدی را مشاهده و بازسازی کنند. در زمین، چرخه آب با انتقال فاز ایجاد می شود. زیرا آب به صورت بخار، مایع و جامد (یخ) می چرخد. در WASP-121b، آب جامد و مایع حتی در شب بسیار گرم است. در طول روز که دما از 3000 کلوین می‌گذرد، از دست دادن انرژی مولکول‌های آب باعث می‌شود که آنها در امواج فروسرخ بدرخشند. در اینجا، دما حتی می تواند مولکول های آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه کند.

سمت شب سیاره بسیار خنک تر از سمت روز است. با این حال، زمین بسیار گرم است و دمای آن به 1500 کلوین می رسد. این اختلاف دمای شدید بین نیمکره ها باعث ایجاد اختلاف فشار ثابت شد که منجر به بادهای غربی شدیدی شد که به دور سیاره فراخورشیدی می چرخید و مولکول ها و اتم های آب را حمل می کرد. تانسو دیلن، اخترفیزیکدان موسسه فناوری ماساچوست، می گوید: «این بادها بسیار سریعتر از حرکت جت های ما هستند و می توانند ابرها را در حدود 20 ساعت در سراسر جهان حرکت دهند. هنگامی که این بادها در طول شب به سیاره می رسند، دما به اندازه ای خنک است که آب را قبل از فرستادن دوباره به خورشید به بخار برگرداند.

این آب‌ها در ابر متراکم نمی‌شوند، اما دمای پایین شب باعث ایجاد ابر از فلزاتی می‌شود که قبلاً در جو WASP-121b شناسایی شده‌اند. این فلزات عبارتند از وانادیم، آهن، کروم، کلسیم، سدیم، منیزیم و نیکل. ممکن است فلزات آلومینیوم و تیتانیوم متراکم شده و در جو WASP 181b فرو رفته باشند، جایی که ما نتوانستیم آنها را شناسایی کنیم. در آنجا، آلومینیوم می تواند با اکسیژن ترکیب شود و کوراندوم معدنی (شکل بلوری آلومینا) را تشکیل دهد. در زمین، هنگامی که این فلزات با مقدار کمی از فلزات دیگر مانند وانادیوم، آهن، کروم یا تیتانیوم مخلوط می‌شوند، یاقوت یا یاقوت کبود به وجود می‌آیند. این بدان معنی است که WASP-181b را می توان با جواهرات گرانبها پراکنده کرد. با این حال، جواهرات گرانبها می توانند روی نپتون و اورانوس نیز بیفتند. به هر حال ما امیدی به درو کردن آنها نداریم. اما WASP-181b به ما نشان می دهد که تنوع چقدر می تواند در جهان شگفت انگیز باشد.

این تیم قبلاً برای تحقیقات بیشتر در مورد WASP-181b از تلسکوپ فضایی جیمز وب که اخیراً پرتاب شده است، زمان رزرو کرده است. آنها امیدوارند که مونوکسید کربن را در این سیاره بیابند تا بفهمند سیارات داغ چگونه شکل گرفته اند. مایکل ایوانز می گوید: «این اولین بار است که می توانیم یک مولکول حاوی کربن را در جو سیاره اندازه گیری کنیم. میزان کربن و اکسیژن موجود در اتمسفر سرنخ هایی از محل شکل گیری این سیارات به دست می دهد.

منبع: Sciencealert