محققان تصور می کنند یک سیاره جو اصلی خود را از دست داده و کره جدیدی ساخته است

به گزارش سایت طلا،اتمسسفر بیشتر سیارات که از ابتدا با آن هستند، اغلب با اتمسفری که در نهایت باقی مانده همسان نیست. بیشتر گاز موجود در تشکیل منظومه شمسی هیدروژن و هلیوم می باشد.

جو اغلب سیارات با آن شروع می شود اغلب با جو نهایی نیست. بیشتر گاز موجود در تشکیل منظومه شمسی هیدروژن و هلیوم خواهد بود.

اما با نگاهی به سیارات سنگی منظومه شمسی ما، سه جو بسیار متفاوت وجود دارد (و یک جو بسیار نا آرام) ، که هیدروژن و هلیوم جز کوچکی از ترکیبات آن ها هستند.

و همینطور که توانایی دیدن اتمسفر سیاره های فراخورشیدی را بدست می آوریم، باید دیدگاه همه جانبه تری برای تغییر اتمسفر با افزایش سن سیارات داشته باشیم.

عکس برداری از اتمسفرها

به طور کلی، ما در حال حاضر تکنولوژی تصویربرداری سیارات فراخورشیدی را نداریم مگر اینکه آنها بسیار بزرگ ، بسیار تازه و فاصله قابل توجه ای از مدار ستاره داشته باشند. با این وجود هنوز می توانیم بفهمیم که در اتمسفر آنها چیست.

برای انجام این کار، ما باید سیاره ای را مشاهده کنیم که از خط دید بین زمین و ستاره آن عبور می کند. در حین عبور، درصد کمی از نور ستاره در مسیر حرکت به زمین از جو سیاره عبور کرده و با مولکول های موجود در آنجا تعامل می کند.

این مولکول ها نشانه های خود را روی طیف نوری که به زمین می رسد، بر جای می گذارند. این نشانه ها بسیار کمرنگ هستند، زیرا بیشتر نور ستاره هرگز حتی به جو نیز نمی رسد. اما با ترکیب داده ها در روزهایی که مشاهده شد، می توان این تشانه ها را از نویز متمایز کرد.

این همان کاری است که دانشمندان با GJ 1132 b انجام داده اند، سیاره ای فراخورشیدی که مسافت حدود 40 سال نوری از زمین دور یک ستاره کوچک می چرخد. این سیاره تقریباً اندازه زمین و تقریباً 1.5 برابر جرم آن است. همچنین این مدار بسیار نزدیک به ستاره خود می چرخد ​​و فقط در 1.6 روز یک دور مدار کامل را طی می کند. این به اندازه کافی نزدیک است تا اطمینان حاصل شود که ، علی رغم این که ستاره کوچک و کم نور است، سیاره ی GJ 1132 b بسیار گرم می باشد.

در واقع آنقدر نزدیک و گرم است که محققان تخمین می زنند در حال حاضر، در هر ثانیه حدود 10 هزار کیلوگرم اتمسفر از دست می دهد. از آنجا که انتظار می رفت ستاره میزبان، در اوایل تاریخ خود، درخشان تر باشد، محققان تخمین می زنند که سیاره ی GJ 1132 b در 100 میلیون سال اول وجود خود، اتمسفری با مقدار بی شماری را از دست داده است.

در حقیقت، در طول عمر این سیاره، محققان تخمین می زنند که ممکن است اتمسفری با وزن تقریباً 5 برابر جرم فعلی سیاره را از دست داده است - اگر این سیاره باقیمانده، هسته ی سیاره ی مینی نپتون بود، می توانستید حجم کامل اتمسفر اولیه را ببینید.

(بر اساس اینکه ستاره آن چند بار ذرات پرانرژی را ارسال کرده و میدان مغناطیسی سیاره چقدر قوی است، برخی از ابهامات در این ارقام وجود دارد،. اما آنها به اندازه کافی بزرگ نیستند تا اتمسفر را در طول تاریخ 5 میلیارد سال نوری سیاره در جای خود نگه دارد.)

بنابراین، محققان احتمالاً تعجب کردند، زیرا بر اساس داده های هابل، به نظر می رسد این سیاره دارای اتمسفر است.

چگونه به اینجا رسیده است؟

یک توضیح بالقوه برای این امر این است که این سیاره در فاصله خنک تری از ستاره تشکیل شده و سپس به سمت داخل مهاجرت کرده است. اما این بدان معنی است که ما سیاره ی GJ 1132 b را در یک بازه زمانی نسبتاً کمی زیر نظر گرفتیم: اما قبل از آن همه اتمسفر گرم شده و به فضا برود، این زمان به اندازه کافی به ستاره نزدیک شده و اتمسفر خود را از دست داده است. احتمال اینکه این سیاره در نزدیکی جایی که هست شکل گرفته، بیشتر بوده و بعد از از دست رفتن اولین اتمسفر، جو دیگری ایجاد کرده است.

خوشبختانه، داده هایی که هابل ارائه داده، توانست اندکی از آنچه در جو است را ارائه دهد. نشانه های به جا مانده از نور ستاره توسط مولکولهای موجود در جو، نشانه ای از احتمال وجود آنها را فراهم می کند. این نشانه ها پیچیده هستند، (از آنجا که مولکولهای زیادی وجود دارند که دارای نشانه های مخصوص هستند که در بعضی از بازه های طیفی تا حدی با یکدیگر همپوشانی دارند) این دشواری آن را بیشتر می کند. اما می توان به سیگنال موجود در جو سیاره نگاه کرد و ترکیبی از مولکول های سازگار با آن سیگنال را شناسایی کرد.

محققان دریافتند که به احتمال زیاد مقداری از آئروسل (aerosols) در جو وجود دارد و ترکیب آن واقعاً در سیاره دیگر تعجب آور نیست: بیشتر متان، اتان، هیدروژن و سیانید هیدروژن. اما به یاد داشته باشید، دلیل این که این اتمسفر بسیار جالب است این است که این سیاره در اوایل تاریخ خود باید جو خود را از دست می داد و تمام هیدروژن باید با آن از بین رفته باشد.

ماگما

با این حال، تیم تحقیقاتی راه حل بالقوه ای برای این معما پیشنهاد می کند. در اوایل تاریخ سیاره، هم باید جو سرشار از هیدروژن داشته و هم سطحی از یک اقیانوس ماگما می بود. مطالعات اخیر حاکی از آن است که مقدار زیادی هیدروژن می تواند به طور بالقوه در ماگما ذخیره شده و با خنک شدن سیاره، خود را در زیر پوسته گرفتار می کند. اما به طور بالقوه برای همیشه گیر نکرده است. ستاره شناسان معتقدند که این سیاره باید به دلیل مقادیر زیادی تابش که از ستاره بسیار نزدیک آن گرفته می شود و همچنین به دلیل نیروهای جزر و مدی که گرانش ستاره روی پوسته آن اعمال می کند، داغ باشد. این گرما باید به اندازه ای باشد که پوسته این سیاره نازک و انعطاف پذیر است و امکان آتشفشانی در مقیاس بزرگ را فراهم می کند. بنابراین، آنها پیشنهاد می کنند که جو فعلی ممکن است توسط فعالیت های آتشفشانی تشکیل شده و دوباره پر شود و با ماگمای غنی از هیدروژن ترکیب متمایزی از آن ایجاد شود.

بدیهی است که این ساده ترین چیز برای تأیید نخواهد بود، اگرچه ورود تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb) بازه ی جدیدی از طیف را باز می کند تا یک بررسی مستقل از ترکیب تخمینی جو را ارائه دهد. اما بهترین بررسی این است که این نوع اتمسفر ثانویه در سایر سیارات فراخورشیدی نشان داده شود. و با توجه به علاقه به تصویربرداری از اتمسفر آنها، شاید مدت زیادی منتظر آن نمانیم.