و حالا ما همان بوی بد را در جاهای دیگر کهکشان راه شیری پیدا کرده ایم. در یکی از شدیدترین سیارات فراخورشیدی در کهکشان، JWST نشانه سولفید هیدروژن را شناسایی کرده بود.
این سیاره فراخورشیدی یک دنیای سوزان به اندازه مشتری به نام HD-189733b است و خطوط بدبوی واقعی که در اتمسفر آن شناسایی شده است می تواند به ما کمک کند تا نقش گوگرد را در جهان های خارج از منظومه شمسی بهتر درک کنیم.
سولفید هیدروژن یک مولکول اصلی است که ما نمی دانستیم آنجا بود. ما پیش بینی کردیم که چنین باشد ، و می دانیم که این در مشتری است ، اما ما واقعاً آن را در خارج از منظومه شمسی تشخیص نداده بودیم. اخترفیزیکدان گوانگوی فو از دانشگاه جان هاپکینز می گوید.
“ما به دنبال زندگی در این سیاره نیستیم زیرا خیلی گرم است ، اما یافتن سولفید هیدروژن یک پله برای یافتن این مولکول در سیارات دیگر و درک بیشتر از چگونگی شکل گیری انواع مختلف سیارات است.”
ما از زمان کشف اولین سیارات در اوایل دهه ۱۹۹۰ مسیری طولانی را طی کرده ایم. اکنون ، ما از هزاران نفر می دانیم و ابزاری برای کشف خواص آنها داریم. یکی از این ابزارها نحوه تغییر نور از یک ستاره میزبان هنگام عبور از سیارات فراخوان بین آن و ما است ، گذرگاه معروف به ترانزیت.
این باعث می شود نور ستاره کمی کم شود. این یک سیگنال بسیار کوچک است، اما ما اکنون ابزارهایی برای شناسایی آن با قطعیت داریم. اما همانطور که نور ستاره از اتمسفر سیاره فراخورشیدی در اطراف لبه دیسک عبور می کند، می تواند توسط مولکول های موجود در آن تغییر یابد.
طول موجهای خاصی از نور توسط مولکولهای مختلف جذب میشوند و در طول موجهای متفاوتی بازتاب میشوند. این خطوط به عنوان خطوط جذب و نشر در طیف نور شناخته می شوند و هر مولکول الگوی خاص خود را دارد که حضور آن را نشان می دهد.
HD-189733b، که در سال ۲۰۰۵ کشف شد، نوعی از جهان است که به عنوان مشتری داغ شناخته می شود که تنها ۶۴.۵ سال نوری از زمین فاصله دارد. این یک غول گازی است که در مداری بسیار نزدیک با ستاره میزبان خود قرار دارد و هر ۲.۲ روز یا بیشتر یک بار به دور خود می چرخد. در آن نزدیکی، گرمای ستاره سیاره فراخورشیدی را می سوزاند و دمای آن را به هزاران درجه افزایش می دهد.
از آنجایی که مدتهاست در مورد آن میدانیم، و از آنجا که بسیار نزدیک است، HD-189733b به خوبی مطالعه شده است. می دانیم که جو غلیظی دارد و بادهای قدرتمندی سریعتر از هر چیزی که در منظومه شمسی دیده می شود، می وزد. تحقیقات قبلی حتی عناصر خاصی را در جو سیاره فراخورشیدی شناسایی کرده است.
اما JWST بسیار قدرتمندتر از هر تلسکوپی است که تا به امروز به HD-189733b نگاه کرده است. و این مشتری های داغ عجیب می توانند در مورد شکل گیری و تکامل سیاره ها چیزهای زیادی به ما بگویند. HD-189733b بهعنوان نزدیکترین مشتری داغ به زمین، فرصت رصدی بسیار خوبی بود که نمیتوان آن را از دست داد – بهویژه که برخی از شناساییها مبهم بودهاند.
اکنون فو و همکارانش فهرست مولکول های بالقوه در جو سیاره را محدود کرده اند. این تیم علاوه بر سولفید هیدروژن، آب، دی اکسید کربن و مونوکسید کربن را نیز یافتند. این چهار مولکول بزرگترین مخازن اکسیژن، کربن و گوگرد در جو HD-189733b هستند.
آنها همچنین هیچ نشانه ای از متان پیدا نکردند، مولکولی که در یک مجموعه اندازه گیری ظاهر شده بود، اما در دیگری یافت نشد. این نشان میدهد که هیچ متانی وجود ندارد – که کاملاً مطابق با چیزی است که تیم انتظار داشتند در مشتری داغ که برای تشکیل غلظتهای زیاد متان بسیار داغ است، پیدا کنند.
آنها همچنین فلزی بودن جو، غلظت عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم را مورد مطالعه قرار دادند. آنها دریافتند که فلزی بودن جهان ۳ تا ۵ برابر بیشتر از ستاره میزبان آن است – کشفی که چیزی در مورد چگونگی شکل گیری سیاره فراخورشیدی آشکار می کند.
این سیاره به جرم مشتری بسیار نزدیک به زمین است و به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. اکنون ما این اندازه گیری جدید را داریم تا نشان دهیم که در واقع غلظت فلزی که در آن وجود دارد، نقطه لنگر بسیار مهمی برای این مطالعه در مورد چگونگی تغییر ترکیب یک سیاره با آن است. جرم و شعاع، فو می گوید.
این یافتهها درک ما را از نحوه تشکیل سیارات از طریق ایجاد مواد جامد بیشتر پس از تشکیل هسته اولیه و سپس به طور طبیعی با فلزات سنگین تقویت میکنند.
این تیم میگوید گام بعدی، جستجوی نشانههایی از گوگرد در دیگر مشتریهای داغ است. تصور میشود که این جهانها بیش از حد به ستارههایشان نزدیک هستند که در آنجا شکل گرفتهاند، که نشان میدهد ممکن است دورتر شکل گرفته باشند و به داخل مهاجرت کرده باشند. اگر گوگرد یک ویژگی مشترک در مشتری های داغ باشد، ممکن است چیزی در مورد چگونگی شکل گیری و مکان آنها آشکار کند.
و البته این همه بوی تعفن یک دلیل دیگر به ما می دهد که شخصاً به ملاقات نرویم.
این تحقیق در Nature Astronomy منتشر شده است.
