ستاره‌شناسان سیاره فراخورشیدی کابوس‌وار را کشف کردند: بارش باران آهنین در شب‌های داغ

غول گازی WASP-76b در مداری وحشتناک تنها ۱.۸ روز به دور ستاره خود می‌چرخد و آن روزها وحشیانه هستند، با دمای بیش از ۲۴۰۰ درجه سانتی‌گراد (۴۳۵۰ فارنهایت) – به اندازه‌ای گرم که می‌تواند آهن را بخار کند.

اما طبق یک مطالعه جدید، در جایی که روز به شب تبدیل می‌شود، دما به اندازه‌ای سرد می‌شود که بخار آهن دوباره به مایع سوزان تبدیل شود و سپس به سمت داخل سیاره می‌بارد.

دیوید ارنرایک، اخترفیزیکدان از دانشگاه ژنو در سوئیس، می‌گوید: «می‌توان گفت که این سیاره در غروب بارانی می‌شود، با این تفاوت که باران آهن می‌بارد».

WASP-76b که کشف آن در سال ۱۳۹۴ اعلام شد، نوعی سیاره است که به مشتری داغ معروف است. این سیاره جثه‌ای کوچکتر از مشتری دارد، اما پف کرده‌تر و کرکی‌تر است و در حدود ۱.۸ برابر اندازه مشتری است.

همچنین تنها حدود ۵ میلیون کیلومتر از ستاره خود فاصله دارد، که هم بزرگتر و هم داغتر از خورشید ماست – ۱.۵ برابر جرم خورشید، ۱.۸ برابر اندازه، و با دمایی در حدود ۶۳۲۹ کلوین (خورشید ۵۷۷۸ کلوین است).

بنابراین، نه تنها سیاره فراخورشیدی در معرض تشعشعات سوزان هزاران بار بیشتر از تابش زمین از خورشید است، بلکه به صورت جزر و مدی نیز قفل شده است. این زمانی است که یک طرف یک جسم در حال گردش همیشه رو به جسمی است که در حال گردش است – برای مثال نزدیک، ماه به طور جزر و مدی با زمین قفل شده است.

در مورد WASP-76b، این به این معنی است که یک طرف در روز دائمی است و طرف دیگر در شب دائمی، با اختلاف دمای قابل توجهی بین این دو. در روز حدود ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد (۴۳۵۰ فارنهایت) و در شب حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد (۲۷۳۰ فارنهایت) است.

این داغترین سیاره فراخورشیدی نیست که تا به حال کشف شده است – آن تاج توسط KELT-9b، سیاره فراخورشیدی به قدری داغ که به معنای واقعی کلمه در حال تبخیر شدن است – استفاده می شود – اما قطعاً بیشتر در انتهای مقیاس است.

مدل‌سازی پیشنهاد می‌کند که در سیاراتی مانند WASP-76b، اختلاف دمای شدید بین دو طرف باید بادهای قوی ایجاد کند. این، و چرخش سیاره، باید بخار آهن را به اطراف سیاره هل دهد و اتم‌های سمت روز باید دوباره به مولکول‌هایی در سمت شب ترکیب شوند.

با این حال، شواهدی که از این انتظار حمایت می کند – برای مثال یک گرادیان شیمیایی – به دست نیامده است. بنابراین Ehrenreich و تیمش تصمیم گرفتند تا نگاه دقیق تری داشته باشند. به طور خاص، آنها می خواستند پایان دهنده ها – خطوط بین شب و روز – را مطالعه کنند تا ببینند آیا این ها شیمی نامتقارن را نشان می دهند یا خیر. این نیز از نظریه باران فلزی پشتیبانی می کند.

آنها از طیف‌سنجی پراکندگی بالا برای تجزیه و تحلیل نور در اطراف لبه سیاره استفاده کردند و به دنبال نشانه‌هایی در طیف بودند که نشان می‌داد عنصری جلوی نور را می‌گیرد. و آن را پیدا کردند. در ترمیناتور غروب – جایی که روز به شب تبدیل می‌شود – نشانه‌ای قوی از بخار آهن پیدا کردند.

در ترمیناتور صبح – جایی که شب به روز تبدیل می شود – این امضا وجود نداشت. این شواهد بسیار قوی در حمایت از باران آهن است، زیرا آهن مایع پایدارترین میعانات آهن دار در دمای بالا است.

ماریا روزا زاپاترو اوسوریو، اخترفیزیکدان از مرکز اختربیولوژی در اسپانیا، گفت: مشاهدات نشان می‌دهد که بخار آهن در اتمسفر روز گرم WASP-76b فراوان است.

کسری از این آهن به دلیل چرخش سیاره و بادهای جوی به سمت شب تزریق می‌شود. در آنجا آهن با محیط‌های خنک‌تر مواجه می‌شود، متراکم می‌شود و باران می‌بارد.

سپس، چون آهن از جو فوقانی باران باریده است، دوباره به صورت بخار در ترمیناتور صبح ظاهر نمی شود.

اکنون که مشاهدات تیم به نتیجه رسیده است، ممکن است بتوان مشاهدات مشابهی از سایر مشتری های داغ انجام داد و به دنبال نشانه هایی از باران فلزی بود. و البته، همه امید زیادی به توانایی تلسکوپ فضایی جیمز وب با فناوری پیشرفته برای نگاه کردن به جو سیارات فراخورشیدی مختلف دارند. قرار است سال آینده راه اندازی شود.