یک ابر غول پیکر از سدیم مطابق با فعالیت آتشفشانی وجود دارد که به دور یک سیاره فراخورشیدی به نام WASP-49b می چرخد و به نوبه خود به دور یک ستاره کوتوله زرد به نام WASP-49 می چرخد.
و چگونه بفهمیم که سدیم از یک ماه فراخورشیدی است؟ سیاره فراخورشیدی یک غول گازی است که بعید است میزبان آتشفشان ها باشد – و ابر سدیم با مدار سیاره فراخورشیدی هماهنگ نیست، اما دقیقاً همان چیزی است که اگر WASP-49b یک قمر آتشفشانی سنگی داشت، انتظار می رفت.
آپوروا اوزا، اخترفیزیکدان از موسسه فناوری کالیفرنیا، می گوید: ما فکر می کنیم این یک مدرک واقعاً حیاتی است. ‘ابر در جهت مخالفی در حال حرکت است که فیزیک به ما می گوید اگر بخشی از جو سیاره بود باید حرکت کند.’
قمرها باید در سرتاسر کهکشان راه شیری با شکوه فراوان پراکنده شوند. در اینجا در منظومه شمسی، قمرها به طور چشمگیری از سیاره هایی که به دور آنها می چرخند بیشتر است: تعداد آنها در زمان نوشتن نزدیک به 300 سیاره شناخته شده در مقایسه با تنها هشت سیاره است.
با این حال، شواهد بسیار کمی از این قمرهای فراخورشیدی پیدا کردهایم. یافتن سیارات فراخورشیدی به اندازه کافی سخت است – شواهد ماه های فراخورشیدی آنقدر کوچک است که ما قادر به تشخیص آن نبوده ایم، یا اگر داشته باشیم، توضیحات بهتری برای آن وجود دارد.
مانند بسیاری از ردیابیها در فضا، چیزی که در ابتدا پیدا میکنیم احتمالاً یک نقطه دورافتاده شدید است، سیگنالی که سیگنال آن به اندازهای بزرگ و عجیب است که بتوان آن را تشخیص داد، و تنها با طیف محدودی از توضیحات مناسب است.
به نظر می رسد این مورد در مورد WASP-49b باشد. در سال 1395، مقاله ای در مورد جو این سیاره فراخورشیدی وجود لایه ای از سدیم را نشان داد که این غول گازی را در ارتفاعات غیرمعمول بسیار بالاتر از ابرهای آن پوشانده است.
در سال 1397، اوزا و همکارانش مقالهای را منتشر کردند که در آن استدلال خود را ارائه کردند مبنی بر اینکه سدیم توسط سیاره فراخورشیدی تولید شده است، بلکه توسط یک ماه فراخورشیدی در مدار، شبیه به قمر مشتری، اما بسیار آتشفشانیتر از Io، تولید شده است.
ما قبلاً سیارات فراخورشیدی آتشفشانی پیدا کرده بودیم. آنها معمولاً جهانهای صخرهای با ویژگیهایی هستند که نشاندهنده آتشفشانی هستند، مانند خروج از مرکز مشخص مداری، مشخصات دما، یا ویژگیهای جوی.
غولهای گازی آتشفشان ندارند، زیرا طبیعتاً زمینی هستند، اما این احتمال وجود داشت که امضای سدیم مشاهده شده در WASP-49b محصول فعالیت سیارهای، مانند باد سیارهای باشد. اوزا و همکارانش در حال جمعآوری دادههایی بودهاند تا یافتههای قبلی خود مبنی بر اینکه ابر گازی احتمالاً منشأ برونماهی دارد را تأیید کنند.
آنها از تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا برای رصد ستاره و سیاره فراخورشیدی آن به مدت چهار شب استفاده کردند.
ما قبلاً می دانستیم که این سیاره فراخورشیدی 0.37 برابر جرم مشتری و 1.1 برابر شعاع مشتری است و هر 2.8 روز یک بار به دور ستاره خورشید مانند خود می چرخد. وقتی محققان نگاهی طولانی و سخت به منظومه انداختند، دریافتند که ابر سدیم دائماً وجود ندارد، بلکه میآید و میرود و در فواصل نامنظم در پشت سیاره فراخورشیدی و ستاره ناپدید میشود.
سدیم خنثی در عرض چند دقیقه فتویونیزه میشود، به این معنی که نمیتواند در مجاورت یک ستاره بدون بارگیری دوام بیاورد. از آنجایی که تیم شناسایی سدیم خنثی است، به این معنی است که تولید آن باید ثابت و مداوم باشد.
یک توضیح احتمالی تولید در سیاره فراخورشیدی بود. اما فواصل زمانی که ابر سدیم ظاهر شد با چرخش WASP-49b همگام نبود، به این معنی که نمیتوان آن را به مکانی در سیاره فراخورشیدی مرتبط کرد.
اوزا و همکارانش از مدلسازی کامپیوتری استفاده کردند و تشخیص دادند که سیگنال مشاهدهشده با یک ماه فراخورشیدی آتشفشانی که هر هشت ساعت یکبار به دور WASP-49b میچرخد، مطابقت دارد.
به لطف رابطه بین مشتری و آیو، ما در مورد چگونگی و چرایی اینقدر آتشفشانی این ماه فراخورشیدی اطلاعات خوبی داریم. احتمالاً در حین چرخش به دور WASP-49b توسط کشش گرانشی هل داده شده و کشیده می شود، شاید حتی توسط قمرهای دیگر، همانطور که Io توسط سایر قمرهای گالیله ای مشتری کشیده می شود.
همچنین بسیار نزدیک به همدم سیارهای خود است، به این معنی که علاوه بر کاهش جرم آن به دلیل آتشفشان، مدار آن احتمالاً در مقیاسهای زمانی نسبتاً کوتاهی فروپاشی میکند و در نهایت به WASP-49b سقوط میکند.
اوزا می گوید: اگر واقعاً ماه در آنجا باشد، پایان بسیار مخربی خواهد داشت.