چگونه ستاره شناسان از جیمز وب برای شناسایی متان در جو یک سیاره فراخورشیدی استفاده کردند

یکی از توانایی‌های شگفت‌انگیز تلسکوپ فضایی جیمز وب این است که نه تنها وجود سیارات دوردست را تشخیص می‌دهد، بلکه می‌تواند به اتمسفر آنها نگاه کند تا ببیند از چه چیزی تشکیل شده‌اند. با تلسکوپ های قبلی، انجام این کار بسیار دشوار بود زیرا آنها فاقد ابزار قدرتمند مورد نیاز برای این نوع تجزیه و تحلیل بودند، اما دانشمندان با استفاده از وب اخیراً اعلام کردند که یک تشخیص نادر متان در جو سیاره فراخورشیدی

دانشمندان سیاره WASP-80 b را با استفاده از ابزار Webb’s NIRCam مورد مطالعه قرار دادند، که بیشتر به عنوان دوربین شناخته می شود اما همچنین دارای حالت طیف سنجی بدون شکاف است که به آن اجازه می دهد نور ورودی را به طول موج های مختلف تقسیم کند. با بررسی طول موج هایی که به دلیل جذب هدف از دست رفته اند، محققان می توانند تشخیص دهند که یک جسم – در این مورد، جو سیاره ای – از چه چیزی تشکیل شده است.

حتی با ابزارهای حساس وب، باز هم تشخیص یک سیاره فراخورشیدی دشوار است. این به این دلیل است که سیارات بسیار کوچکتر و کم نورتر از ستاره ها هستند، که دیدن مستقیم آنها را تقریبا غیرممکن می کند. در عوض، محققان اغلب آنها را با مشاهده ستارگانی که به دور آنها می چرخند، با استفاده از تکنیک هایی مانند روش ترانزیت که افت درخشندگی ستاره را اندازه گیری می کند، زمانی که یک سیاره در مقابل آن حرکت می کند، تشخیص می دهند.

یکی از نویسندگان این مطالعه، لوئیس ولبانکس از دانشگاه ایالتی آریزونا، توضیح داد: “با استفاده از روش ترانزیت، هنگامی که سیاره از منظر ما در مقابل ستاره خود حرکت کرد، سیستم را مشاهده کردیم و باعث شد نور ستاره ای که می بینیم کمی کم شود.” بیانیه. “مثل زمانی است که شخصی از جلوی یک لامپ رد می شود و نور کم می شود. در این مدت، حلقه نازکی از جو سیاره در اطراف مرز شبانه روز سیاره توسط ستاره روشن می شود و در رنگ های خاصی از نور که مولکول‌های موجود در جو سیاره نور را جذب می‌کنند، جو ضخیم‌تر به نظر می‌رسد و جلوی نور ستاره‌های بیشتری را می‌گیرد و در مقایسه با سایر طول‌موج‌هایی که جو شفاف به نظر می‌رسد، کم‌نور شدن عمیق‌تری ایجاد می‌کند. کدام رنگ های نور مسدود شده اند.»

وقتی نویسندگان از این روش در WASP-80b استفاده کردند، شواهدی از آب و متان در جو سیاره پیدا کردند. سیارات منظومه شمسی ما مانند مشتری و زحل نیز در جو خود متان دارند، اما این سیاره بسیار گرمتر است و دمای آن بیش از ۱۰۰۰ درجه فارنهایت است. یافتن متان در سیاره‌ای از این نوع، به نام مشتری گرم، هیجان‌انگیز است زیرا می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا در مورد اتمسفر سیاره‌ای بیاموزند و همچنین به دلیل اینکه علیرغم اینکه معمولاً در اتمسفر سیاره‌ای منظومه شمسی ما یافت می‌شود، به ندرت در جو سیارات فراخورشیدی شناسایی می‌شود.

همچنین می تواند برای شکار حیات فراتر از سیاره ما مرتبط باشد. ولبانکس می‌گوید: «متان نه تنها گاز مهمی در ردیابی ترکیبات جوی و شیمی در سیارات غول‌پیکر است، بلکه فرض بر این است که در ترکیب با اکسیژن، نشانه‌ای از زیست‌شناسی باشد.» «یکی از اهداف کلیدی رصدخانه جهان های قابل سکونتماموریت پرچمدار بعدی ناسا پس از JWST و Roman، جستجوی گازهایی مانند اکسیژن و متان در سیارات زمین مانند در اطراف ستاره های خورشید مانند است.

این تحقیق در مجله منتشر شده است طبیعت.

توصیه های سردبیران

• تصویر خیره کننده جیمز وب قلب تپنده راه شیری ما را نشان می دهد

• جیمز وب در حال بررسی یک سیاره فراخورشیدی فوق العاده پف کرده است که در آن شن باران می بارد

• جیمز وب تصویری از سحابی معروف و زیبای خرچنگ می گیرد

• محققان یک جریان جت ۳۲۰ مایل در ساعت را در اطراف استوای مشتری کشف کردند

• جیمز وب یک مهدکودک ستارگان زیبا را در یک کهکشان کوتوله در نزدیکی به تصویر می کشد.