جواهرات مایع از ابرهای فلزی سیاره سقوط می کنند!

فرارو-در فاصله 855 سال نوری از ما یک سیاره فراخورشیدی غول پیکر با ابرهایی از فلزات تبخیر شده و یاقوت کبود مایع وجود دارد. این دقیق ترین تحلیلی است که ستاره شناسان از زمان مطالعه جو انجام داده اند.

به گزارش فراار، 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 تصویربرداری از مناطق خاصی از جو سیاره هستیم تا آنها را به عنوان سیستم های سه بعدی واقعی ببینیم.

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 در استراتوسفر خود آب پیدا کرد. 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 در کمتر از 10 روز با ستاره های شما در مدار قرار می گیرند. از حدود 5000 سیاره فراخورشیدی تایید شده تا به امروز، بیش از 300 سیاره در این دسته قرار می گیرند. اما WASP-121b نمونه اولیه سیارات بیش از حد گرم شده نامیده می شود. نزدیکی WASP-121b به ستاره میزبان و حرکات متوسط ​​آن باعث می شود که یک طرف سیاره فراخورشیدی که همیشه رو به ستاره میزبان خود است، در نور سوزان روز و طرف دیگر در تاریکی دائمی باشد. محققان قبلی این سیاره جفت فلزات سنگین را در جو سیاره ما کشف کرده اند.

کاوش در قسمت شبانه این 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 به صورت جامد و مایع حتی در شب بسیار داغ است. در طول روز، زمانی که دما از 3000 کلوین می‌گذرد، اتلاف انرژی مولکول‌های آب باعث درخشش آنها در امواج فروسرخ می‌شود. در اینجا، دما حتی می تواند مولکول های آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه کند.

سمت شب سیاره بسیار سردتر از سمت روز است. با این حال، زمین بسیار گرم است و دمای آن به 1500 کلوین می رسد. این تفاوت شدید دما بین نیمکره ها باعث ایجاد اختلاف فشار ثابت شد و در نتیجه بادهای غربی شدیدی 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 باد بسیار سریعتر از حرکت هواپیماهای ما است و می تواند ابرها را در حدود 20 ساعت در سراسر سیاره جابجا کند. هنگامی که این بادها در شب به سیاره می رسند، دما به اندازه ای خنک است که آب را قبل از بازگرداندن به خورشید به بخار برگرداند.

این آب‌ها در ابر متراکم نمی‌شوند، اما دمای پایین شب باعث می‌شود ابرهایی از فلزاتی که قبلاً در اتمسفر WASP-121b شناسایی شده‌اند تشکیل شوند. این فلزات عبارتند از وانادیم، آهن، کروم، کلسیم، سدیم، منیزیم و نیکل. ممکن است آلومینیوم و تیتانیوم در اتمسفر WASP 181b متراکم شده و غرق شده باشند، جایی که ما قادر به شناسایی آنها نبودیم. 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 می شوند، یاقوت یا یاقوت کبود را تشکیل می دهند. این بدان معنی است که WASP-181b را می توان روی جواهرات پاشید. با این حال، جواهرات همچنین می توانند بر روی نپتون و اورانوس بیفتند. به هر حال ما امیدی به درو کردن آنها نداریم. اما WASP-181b به ما نشان می دهد که چقدر تنوع شگفت انگیز در جهان می تواند 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 می‌گوید: «این اولین بار است که می‌توانیم یک مولکول حاوی کربن را در جو سیاره اندازه‌گیری کنیم. میزان کربن و اکسیژن موجود در اتمسفر سرنخ هایی از محل شکل گیری این سیارات به دست می دهد.

منبع: Sciencealert