این همان پرسشی است که یک پژوهش تازه منتشر شده در نشریه Astronomy & Astrophysics تلاش دارد به آن پاسخ دهد. در این مطالعه، گروهی بینالمللی از پژوهشگران ترکیب جو یک سیاره سرگردان نزدیک را بررسی کردند؛ از جمله دمای جو و شفقهای قطبی آن. این پژوهش میتواند به اخترشناسان کمک کند تا شناخت بهتری از سیارههای سرگردان، فرایندهای شکلگیری جو سیارهای، و ویژگیهای تحول سیارهها به دست آورند.
بررسی سیاره سرگردان SIMP-۰۱۳۶ با تلسکوپ جیمز وب
در این تحقیق، پژوهشگران از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا برای رصد سیارهای به نام SIMP-0136 استفاده کردند. این جرم آسمانی یک سیاره سرگردان است که حدود ۲۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. جرم آن تقریباً ۱۲٫۷ برابر مشتری و شعاعش حدود ۱٫۲ برابر شعاع مشتری است. جالبتر اینکه، این سیاره تنها در ۲٫۴ ساعت یک بار به دور خود میچرخد؛ به همین دلیل اخترشناسان توانستند تقریباً تمام بخشهای سطح و جو آن را در یک بازه زمانی کوتاه بررسی کنند. علاوه بر مشاهدات مستقیم، پژوهشگران مجموعهای از مدلهای رایانهای را به کار گرفتند تا تفسیر بهتری از دادهها به دست آورند.
کشفیات غیرمنتظره
نتایج این پژوهش چند شگفتی بزرگ به همراه داشت. نخست آنکه مشخص شد جو سیاره SIMP-۰۱۳۶ دارای پدیدهای به نام وارونگی دمایی (thermal inversion) است. یعنی در این سیاره، دما در نزدیکی سطح سردتر است و با افزایش ارتفاع گرمتر میشود. این موضوع برخلاف جو زمین است؛ چرا که روی زمین دما در سطح بیشتر است و هر چه بالاتر میرویم کاهش مییابد (تا رسیدن به لایه استراتوسفر که ساختار متفاوتی دارد).
پژوهشگران همچنین دریافتند که شفقهای قطبی در این سیاره عامل اصلی گرم شدن لایههای بالایی جو هستند. افزون بر این، مشخص شد که این سیاره برخلاف زمین، پوشش ابر یکنواخت و سراسری دارد و هیچ بخش بدون ابر مشاهده نمیشود.
یافته شگفتانگیز دیگر این بود که ابرهای این سیاره از ذرات سیلیکات (مانند شن و ماسه ساحل) تشکیل شدهاند، نه از قطرات آب یا بلورهای یخ که روی زمین دیده میشود.
دقت بیسابقه مشاهدات
دکتر اورت نَسِدکین، پژوهشگر پسادکتری در کالج ترینیتی دوبلین و نویسنده اصلی مقاله، درباره اهمیت این یافتهها میگوید:
«اینها از دقیقترین اندازهگیریهای جو یک جرم فراخورشیدی تا امروز هستند و نخستین باری است که تغییرات ویژگیهای جوی به طور مستقیم اندازهگیری میشود. و با دمایی بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد، SIMP-۰۱۳۶ باعث میشود موج گرمای امسال روی زمین بسیار ملایم به نظر برسد! مشاهدات ما به قدری دقیق بود که توانستیم تغییرات دمایی کمتر از ۵ درجه سانتیگراد را ثبت کنیم. این تغییرات کوچک دمایی به تغییرات ظریف در ترکیب شیمیایی این سیاره سرگردان مربوط بود، که نشاندهنده وجود طوفانهایی مشابه طوفان بزرگ سرخ مشتری است که در حال چرخش و دیده شدن هستند.»
پیوند با پژوهشهای پیشین
این تحقیق بر پایه دادههای جیمز وب استوار است که پیشتر در مطالعهای منتشر شده در مارس ۲۰۲۵ در نشریه Astrophysical Journal Letters تحلیل شده بود. آن مطالعه نشان داده بود که SIMP-۰۱۳۶ دارای ابرهای جوی، لکههای داغ و تغییرات شیمیایی در کربن است. اما آن پژوهش نتوانسته بود علت این تغییرات را مشخص کند. اکنون در مطالعه جدید، پژوهشگران ثابت کردند که شفقهای قطبی و وارونگی دمایی عامل اصلی این تغییرات هستند.
دمای متوسط بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد در این سیاره آن را بهمراتب داغتر از سیارههای غولپیکر منظومه شمسی میسازد؛ چرا که دمای مشتری حدود ۱۴۵- درجه سانتیگراد و دمای زحل ۱۷۸- درجه سانتیگراد است.
سیارههای سرگردان و اهمیت آنها
سیارههای سرگردان نخستین بار در سال ۲۰۰۰ کشف شدند و به دلیل ویژگی منحصربهفردشان – یعنی نداشتن ستاره میزبان – توجه زیادی برانگیختند. این سیارهها برخلاف سیارههای منظومه شمسی به دور هیچ ستارهای نمیچرخند و در فضا آزادانه سرگردان هستند.
درباره منشأ و تحول آنها چند فرضیه وجود دارد:
- برخی معتقدند این سیارهها زمانی عضو یک منظومه ستارهای بودهاند اما بر اثر تعاملات گرانشی بیرون رانده شدهاند.
- برخی دیگر آنها را زیر-کوتولههای قهوهای (sub-brown dwarfs) میدانند که هرگز به جرم کافی برای تبدیل شدن به ستاره نرسیدهاند.
برآوردهای کنونی نشان میدهد ممکن است میلیاردها تا حتی تریلیونها سیاره سرگردان در کهکشان راه شیری وجود داشته باشد. با این حال، اخترشناسان تأکید میکنند احتمال ورود یک سیاره سرگردان به منظومه شمسی بسیار ناچیز است و تهدیدی برای حیات زمین به شمار نمیرود.
در آینده نزدیک، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومَن که قرار است در مه ۲۰۲۷ پرتاب شود، به پالایش بیشتر این برآوردها کمک خواهد کرد.
آینده پژوهشها
پرسش مهم این است: اخترشناسان در سالها و دهههای آینده چه کشفیات تازهای درباره شفقهای قطبی سیارههای سرگردان به دست خواهند آورد؟ پاسخ این پرسش تنها با گذر زمان روشن خواهد شد. اما همین تحقیقات نشان میدهد که مطالعه این اجرام میتواند درک ما را از چگونگی شکلگیری سیارهها، تحول جو سیارهای و حتی شرایطی که ممکن است برای شکلگیری حیات فراهم شود، گسترش دهد.
نتیجهگیری
پژوهش اخیر بر روی سیاره سرگردان SIMP-۰۱۳۶ با کمک تلسکوپ جیمز وب، دروازهای تازه به روی اخترشناسی باز کرده است. کشف شفقهای قطبی شدید، وارونگی دمایی، ابرهای شنمانند، و پوشش ابری سراسری نشان میدهد که سیارههای سرگردان نه تنها شبیه هیچیک از سیارههای منظومه شمسی نیستند، بلکه میتوانند آزمایشگاههای طبیعی بینظیری برای مطالعه پدیدههای جوی و سیارهای باشند.
این یافتهها همچنین یادآور میشود که اخترشناسی تنها به دنبال کشف اجرام جدید نیست؛ بلکه در پی درک عمیقتر قوانین حاکم بر کیهان است. سیارههای سرگردان با همه ناشناختههایشان، فرصتی برای گسترش افقهای علمی ما فراهم میکنند.
پس همچنان باید به آسمان چشم دوخت و به پژوهش ادامه داد؛ زیرا هر کشف تازه، گامی به سوی شناخت بهتر جایگاه ما در جهان است.
