ستاره شناسان در بنیاد کارنگی شواهد قانع کننده ای برای وجود جو در سیاره ای سنگی خارج از منظومه شمسی یافته اند. نتایج در منتشر شده است نامه های مجله اخترفیزیک.
TOI-561 b یک ابر زمین باستانی دو برابر جرم زمین است، اما به دلیل نزدیکی نزدیک به ستاره، با سیاره ما بسیار متفاوت است. این سیاره فقط 1/40 از فاصله عطارد تا خورشید می چرخد و یک چرخش کامل را در 10.56 ساعت کامل می کند. یک طرف همیشه روشن است، در حالی که طرف دیگر در تاریکی ابدی است.
نیکول والاک، محقق مؤسسه کارنگی گفت: “اخترشناسان فکر می کردند که چنین سیاره کوچک و داغی نمی تواند جو را برای مدت طولانی حفظ کند. مشاهدات ما نشان می دهد که TOI-561 b توسط یک لایه متراکم گاز احاطه شده است که ایده سیارات بسیار کوتاه مدت را رد می کند.”
شرایط سخت و ساختارهای غیرمعمول
این سیاره با وجود جرم مشابه، چگالی کمتری نسبت به زمین دارد.
جوآنا تسکه، نویسنده اصلی این مقاله توضیح میدهد: «این یک جهان فوق تورم نیست، اما چگالی آن کمتر از حد انتظار برای سیارهای شبیه زمین است.
دانشمندان فکر می کنند که این ممکن است به دلیل هسته آهنی کوچک و پوشش سیلیکات سبک تر باشد.
ستاره TOI-561 دو برابر خورشید قدمت دارد و از نظر آهن فقیر است و این سیاره را به یک کاندیدای منحصر به فرد برای مطالعه شکل گیری جهان باستان تبدیل می کند.
تسکه خاطرنشان کرد: TOI-561 b در یک محیط شیمیایی متفاوت از منظومه شمسی ما شکل گرفت. این دریچه ای به مراحل اولیه تکامل سیاره ای در کیهان است.
خنک کننده اتمسفر و سطح
برای مطالعه جو، محققان از طیف سنج مادون قرمز نزدیک NIRSpec در تلسکوپ JWST استفاده کردند. آنها دمای روز سیاره را در خلال کسوف ثانویه اندازه گیری کردند. اگر سطح سنگ خالی بود، دما به 2700 درجه سانتیگراد می رسید. دمای واقعی حدود 3200 – 1800 درجه سانتیگراد است.
Anjali Piett یکی از نویسندگان این مقاله توضیح می دهد: “بادهای شدید گرما را به شب منتقل می کنند و بخار آب و ابرهای سیلیکات نور را جذب و منعکس می کنند. این باعث کاهش دما و ایجاد اثر خنک کننده ای می شود که ما می بینیم.”
اقیانوس ماگما به عنوان یک ترموستات عمل می کند
TOI-561 b احتمالاً توسط یک اقیانوس ماگمایی پوشیده شده است که با جو در تعامل است.
تیم لیختنبرگ از دانشگاه گرونینگن گفت: “گاز سیاره را ترک می کند اما ماگما مقداری را برمی گرداند. سیاره مانند یک توپ از گدازه مرطوب است.”
این به جو کمک می کند با وجود تابش شدید ستاره پایدار بماند.
سطح آتش می تواند مواد فرار را تبخیر کند، سپس در جو متراکم شود، گاز را به گردش درآورد و دما را تثبیت کند. در مجموع، این امر TOI-561 b را به یکی از معدود جهان های افراطی شناخته شده با جو متراکم نزدیک ستاره تبدیل می کند.
پایداری بلند مدت و اهمیت علمی
این تیم سیاره را به مدت 37 ساعت به طور مداوم رصد کردند و نزدیک به چهار چرخش را ثبت کردند. دادهها در حال حاضر برای نقشهبرداری از دمای کل سطح و شفافسازی ترکیب شیمیایی جو در حال تجزیه و تحلیل هستند.
تسکه گفت: «چیز جالب این است که این مشاهدات بیشتر از آن که پاسخ دهند سؤالات را ایجاد می کنند. ما جهانی را می بینیم که میلیاردها سال است که وجود داشته و جو خود را با وجود شرایط سخت حفظ کرده است.»
این یافته نشان می دهد که سیارات سنگی کوچک می توانند اتمسفر متراکم را برای میلیاردها سال حفظ کنند و اقیانوس های ماگما نقش مهمی در این فرآیند دارند. TOI-561 b به یک شی منحصر به فرد برای مطالعه مراحل اولیه تشکیل سیاره تبدیل می شود و نشان می دهد که چگونه شیمی، اتمسفر و ماگما برای ایجاد جهان های افراطی پایدار با یکدیگر تعامل دارند.