سیاره ای با بادهای سریع‌تر از صوت در هوایی از بخار سنگ!

برداشت هنری از فراسیاره‌ی کی۲-۱۴۱بی، با سنگ‌های مذابی که دارند بخار می‌شوند و یک جو نازک در منطقه‌ای که نزدیک‌ترین به ستاره‌اش اسست پدید می‌آورند

* اقیانوسی از گدازه، جَوی از بخار سنگ، بادهای زِبَرصوتی، و یخچال‌های سنگی! دانشمندان فکر می‌کنند یک دنیای گدازه‌ی بسیار شگفت‌انگیز را  شناسایی کرده‌اند که احتمالا در بخشی از آن که به ستاره‌اش نزدیک‌ترین است، یک جَو نازکِ منطقه‌ای از سنگ بخارشده پدید آمده است.

این فراسیاره (سیاره‌ی فراخورشیدی) "کی۲-۱۴۱بی" نام دارد و نخست سال ۲۰۱۷ یافته شده بود. بزرگی این سیاره یک و نیم برابر زمین است ولی به اندازه‌ای به ستاره‌اش که یک رده از خورشید ما کوچک‌ترست نزدیک است که در یک روزِ زمینی چندین دور مدارش را کامل می‌کند و همیشه یک بخش از چهره‌اش رو به ستاره‌اش است. اکنون دانشمندان پیش‌بینی کرده‌اند که این عامل‌ها بدین معنا هستند که دو-سوم سطح کی۲-۱۴۱بی همیشه روشن از نور ستاره است- به اندازه‌ای که نه تنها بخشی از این سیاره با اقیانوسی از گدازه پوشیده شده، بلکه بخشی از سنگ‌‌هایش می‌توانند حتی بخار شده و به درون جو آن رفته باشند.

نیکلاس کووان، دانشمند سیاره‌ای از دانشگاه مک‌گیل کانادا و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «همه‌ی سیاره‌های سنگی، از جمله زمین خودمان در آغاز دنیاهایی مذاب بودند ولی سپس به سرعت سرد و سخت شدند. سیاره‌های گدازه‌ای دیدگاهی کمیاب از این گام از زندگی و فرگشت‌های سیاره‌ای به ما می‌دهند.»

دانشمندان در این پژوهش می‌خواستند بدانند چنین سیاره‌ی داغی چه نوع جَوی می‌تواند داشته باشد و دستگاه‌های زمینی چگونه آن را خواهند دید. کی۲-۱۴۱بی هدفی وسوسه‌انگیز بود زیرا هم در ماموریت کی۲ی تلسکوپ فضایی کپلر ناسا و هم توسط تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا بررسی شده بود. و جو آن هم فریبندگی ویژه‌ای دارد زیرا دانشمندان بر این باورند که تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا که در اواخر سال آینده راهی فضا خواهد شد، می‌تواند اجزای جو سیاره‌های دوردست را بررسی کند.

این پژوهشگران از یافته‌های پژوهش‌های گذشته درباره‌ی کی۲-۱۴۱بی آغاز کردند-- برای نمونه، این که چگالی سیاره نصف زمین است، بنابراین در مدلسازی، پوسته‌ی آن را به عنوان یک نمایش ساده‌‌شده‌ی منطقی می‌توان از سیلیس خالص در نظر گرفت. سپس دانشمندان شکل احتمالی سطح را برآورد کردند. آنها در مدلسازی پیچیدگی‌هایی را هم در نظر گرفتند، مانند این واقعیت که سیاره به اندازه‌ای به ستاره نزدیک است که احتمالا بیش از نیمی از سطحش زیر نور آنست: بر پایه‌ی محاسبه‌ها، چه بسا تا دو-سوم.

چنین نور و گرمای پیوسته‌ای به معنای اینست که این سیاره احتمالا دارای اقیانوسی از تفتال به ژرفای ده‌ها کیلومتر است. سپس این دانشمندان به مدلسازی جو احتمالی این سیاره، بر پایه‌ی سه جزء احتمالی عمده که هر سه از اجزای معمول در پوسته‌ی سیاره‌های سنگی هستند پرداختند.

به محاسبه‌ی دانشمندان، هر سه مورد می‌توانند از جو پشتیبانی کنند (جو بسازند)، با بادهایی به سرعت ۱.۷۵ کیلومتر بر ثانیه، بسیار سریع‌تر از سرعت صوت روی زمین.

پژوهشگران محاسبه کردند که در لبه‌های این جو، جایی که دما اُفت می‌کند، سنگ گازی به اندازه‌ای سرد می‌شود که به شکل بارش بر روی سطح برمی‌گردد. اگر جو به طور عمده از سلیس یا مونوکسید سیلیسیم باشد، این بارش عمدتا به درون اقیانوس گدازه می‌بارد، ولی اگر بیشترِ جو از سدیم باشد، سیاره از این هم شگفت‌انگیزتر خواهد شد: سدیم جامد مانند یخچال‌های طبیعیِ زمین به سوی اقیانوس تراوش می‌کند.

ولی همه‌ی این مدلسازی‌ها برای نمایش چهره‌ی احتمالی یک دنیای واقعا شگفت‌انگیز درست و منصفانه نبودند؛ هر چه باشد، علم و دانش این گونه است. پژوهشگران می‌خواستند مدل‌هایشان را با ظرفیت رصدیِ کنونی و پیش‌بینی شده‌ی تلسکوپ‌های بزرگ بسنجند. در ان مورد دانشمندان خوش‌بینند: آنها کی۲-۱۴۱بی را "یک هدفِ به ویژه خوب برای مشاهدات جوی" می‌نامند.

این دانشمندان می گویند حتی راهی برای گذراندن وقتشان تا پیش از آمدن تلسکوپ فضایی جیمز وب دارند: آنها مشاهداتی با تلسکوپ فضایی اسپیتزر انجام داده‌اند که در سنجش دمای سمت‌های روز و شب این سیاره به آنها کمک می‌کند و میزان همخوانی مدل‌ها با واقعیت را روشن می‌کند.

گزارشی از یافته‌های این پژوهشگران  در شماره‌ی ۳ نوامبر ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر شده است.

--------------------------------------------
تلگرام، توییتر، و اینستاگرام یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
instagram.com/1star.7sky

واژه‌نامه:
lava - supersonic - glacier - star - exoplanet - K2-141b - rocky planet - Nicolas Cowan - McGill University - Canada - K2 - NASA - Kepler Space Telescope - Spitzer Space Telescope - James Webb Space Telescope - silica - magma - silicon monoxide - sodium - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

منبع: اسپیس دات کام
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان