ستاره شناسان از دانشگاه شیکاگو آنها با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب، سیاره فراخورشیدی را کشف کردند که درک سیارات خارج از منظومه شمسی را به شدت تغییر داد. این شی جدید که PSR J2322-2650b نام دارد، جرمی مشابه مشتری دارد، اما دارای خواص منحصربهفردی است که ترکیبی از ویژگیهای یک سیاره و یک جسم کیهانی عجیب است که دانشمندان قبلاً نمیتوانستند توضیح دهند.
نتایج در منتشر شده است نامه های مجله اخترفیزیک.
محله عجیب یک تپ اختر
PSR J2322-2650b به دور یک ستاره نوترونی یا تپ اختری که به سرعت در حال چرخش است در فاصله بسیار نزدیک – فقط 1.61 میلیون کیلومتر از تپ اختر – می چرخد. تحت تأثیر تشعشعات شدید و گرانش قوی، این سیاره تغییر شکل داده و شکلی شبیه به لیمو دارد. جریان های انرژی و ذرات پرانرژی شرایط را در سطح و جو بسیار سخت می کند.
مایکل ژانگ از دانشگاه شیکاگو که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، گفت: این سیاره به دور یک ستاره کاملاً غیرعادی می چرخد؛ اندازه آن معادل یک شهر است، اگرچه جرم آن برابر با جرم خورشید است.
فضای تعجب
کشف اصلی این تلسکوپ فضایی ترکیب شیمیایی جو PSR J2322-2650b بود. به جای بخار آب یا متان معمول، دانشمندان مخلوطی از هلیوم و کربن عمدتاً مولکولی را کشف کردند.
ژانگ توضیح می دهد: “این نوع جدیدی از جو است که قبلاً مشابه آن دیده نشده بود.” هنگامی که ما داده های طیف سنجی را دریافت کردیم، اولین واکنش ما این بود: “این جسم چیست؟”
تجزیه و تحلیل حضور مولکول های C2 و C3 و همچنین ابرهای دوده مانند را نشان داد. تحت فشار شدید، کربن درون سیاره می تواند به کریستال ها، احتمالاً حتی الماس، متراکم شود. این دادهها مختص سیارات نیستند، بلکه سؤالاتی را در مورد مدلهای موجود از ترکیب شیمیایی جو اجرام عظیم ایجاد میکنند.
فرصتی بی نظیر برای رصد سیاره
ویژگی خاص این سیستم این است که تپ اختر برای دستگاه های مادون قرمز وب تقریباً نامرئی است. این به اخترشناسان فرصتی نادر برای رصد سیاره بدون تأثیر نور ساطع شده از ستاره می دهد.
مایا بلزنای، دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه استنفورد، گفت: ما طیف های خالصی را به دست آوردیم که برای منظومه های سیاره ای بسیار نادر است.
به گفته او، این برای اولین بار امکان اندازه گیری ترکیب جو سیاره را با چنین دقتی بدون محو شدن داده ها به دلیل نور ستارگان فراهم می کند.
رمز و راز مبدا
سوال اصلی مطرح می شود: چگونه سیاره ای با چنین جو غیر معمول ظاهر می شود؟ دانشمندان بر این باورند که هیچ مدل شناخته شده ای از تشکیل سیاره غنای بسیار زیاد کربن و هلیوم را توضیح نمی دهد.
ژانگ گفت: “تصور این که چگونه چنین ترکیبی می تواند به طور طبیعی شکل بگیرد دشوار است. این امر سناریوهای متعارف تشکیل سیاره را رد می کند.” راجر رومانی از دانشگاه استنفورد پیشنهاد میکند: «کریستالهای کربن به سطح بالا میآیند و با هلیوم مخلوط میشوند، اما پس از آن باید فرآیندی برای جلوگیری از ورود اکسیژن و نیتروژن رخ دهد.»
چنین مکانیسمی هنوز تایید نشده است و این سیاره را منحصر به فرد و کاملا غیرقابل پیش بینی می کند.
اهمیت برای نجوم
PSR J2322-2650b سوالاتی را در مورد طبقه بندی سیاره ای ایجاد می کند. ویژگیهای آن خطوط بین سیارات و ستارگان را محو میکند و نشان میدهد که جهان شامل اجرام با شرایط شدیدی است که قبلاً غیرممکن تصور میشد.
پیتر گائو از آزمایشگاه علوم زمین و سیاره کارنگی گفت: “این سیاره به ما یادآوری می کند که ما فقط بخش کوچکی از جهان را کاوش کرده ایم. هر کشف جدید افق های ما را گسترش می دهد و وب ابزاری را برای مشاهداتی که قبلاً دست نیافتنی بودند به ما می دهد.”
ستاره شناسان خاطرنشان می کنند که مشاهدات بیشتر از این سیستم می تواند به درک چگونگی شکل گیری جو عجیب و غریب، نحوه تعامل تپ اخترها و ماهواره های آنها کمک کند، و همچنین درک ما را از فرآیندهای شیمیایی که در شرایط شدید کیهانی رخ می دهد گسترش می دهد.
ژانگ افزود: “ما تازه شروع به کشف راز این سیاره کردهایم. PSR J2322-2650b نشان میدهد که فضا پر از شگفتیها است و تلسکوپهای جدید درها را به روی اجرامی میگشایند که ما هرگز نمیدانستیم وجود دارند.”