جیمز وب برای نخستین بار دی‌اکسید کربن را در جو یک سیاره بیگانه یافت- به همراه یک راز!

* تلسکوپ فضایی جیمز وب نخستین شناسایی آشکارِ دی‌اکسید کربن در جو دنیایی دوردست را انجام داده- با یک برجستگی نامنتظره در داده‌ها.

برداشت هنری از فراسیاره‌ی وسپ۳۹بی و ستاره‌ی میزبانش- این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (جی‌دبلیواس‌پی، JWSP) دی‌اکسید کربن را در جو سیاره‌ای در فاصله‌ی ۷۰۰ سال نوری زمین با نام وسپ-۳۹بی (WASP-39b) شناسایی کرده است. این نخستین بارست که این ترکیب در یک فراسیاره (سیاره‌ی فراخورشیدی) دیده می‌شود. مشاهدات جیمز وب همچنین نشانه‌هایی از یک راز را هم در این دنیای دوردست آشکار کرده است.

وسپ-۳۹بی سیاره‌ی غول‌پیکری‌ست. هم‌جرم کیوانست ولی قطری ۱.۳ برابر مشتری دارد [چون جَوَش پف کرده-م]. این سیاره در مداری به نسبت نزدیک به ستاره‌اش می‌گردد که دمای میانگین ۹۰۰ درجه‌ی سلسیوس را به آن داده است. جو آن در اثر همین دمای بالا پف کرده و کار جیمز وب برای دیدن نور ستاره را که از درون این جو می‌تابد آسان‌تر ساخته.

هنگامی که نور یک ستاره از پشت جو یک ستاره می‌تابد، مولکول‌های درون جو بخشی از آن را در دامنه‌های ویژه‌ای از طول موج‌ها درمی‌آشامند (جذب می‌کنند). دی‌اکسید کربن نور فروسرخ را درمی‌آشامد و تلسکوپ‌های پیشین در دامنه‌ی مناسب یا به روش مناسبی که بتواند شناسه‌ی آن را ببینند رصد نمی‌کردند. جیمز وب در نور فروسرخ رصد می‌کند و توانست شناسه‌ی دی‌اکسید کربن را ببیند.

ناتالی باتالیا از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز و گروهی بیش از ۱۰۰ نفره از پژوهشگران به بررسی داده‌های جیمز وب پرداخته و آنها را به کمک چهار الگوریتم جداگانه اجرا کردند تا اطمینان بیابند که به هر روشی پردازش شوند، نتیجه یکیست. هر چهار الگوریتم شناسه‌ی آشکار دی‌اکسید کربن را نشان دادند. باتالیا می‌گوید: «شناسه‌ی دی‌اکسید کربن داشت سر ما داد می‌زد. پردازش داده‌ها دشوار نبود- آسان و سرراست بود، انصافا زیبا بود.»

این نتیجه دارای "معنی‌داری آماری" ۲۶ سیگما است، یعنی که احتمالِ یافتنِ چنین شناسه‌ای به عنوان یک شانس آماری (تصادف آماری) کمتر از یک در ۱۰۱۴۹ است. الیزا کمپتون از دانشگاه مریلند و عضو این گروه می‌گوید: «این بسیار عالی‌ست، من هرگز چیزی به اندازه‌ی ۲۶ سیگما در این زمینه ندیده‌ام.»

رشته‌ای از منحنی‌های نوری از طیف‌نگارفروسرخ-نزدیکِ جیمز وب (نیرسپک) که تغییراتی را نشان می‌دهد که با گذرِ سیاره‌ی وسپ-۳۹بی از جلوی ستاره‌ی وسپ-۳۹ در ۱۰ ژوییه‌ی ۲۰۲۲، در درخششِ سه طول موجِ (رنگِ) گوناگونِ نورِ این ستاره رخ می‌دهد- این تصویر در اندازه ی بزرگ‌تر

این پژوهشگران دریافتند که وسپ-۳۹بی دارای کربن و اکسیژنی بیشتر از ستاره‌ی میزبانش است، چیزی که نشان می‌دهد این سیاره از رُمبشِ یکباره‌ی گازهای پیرامون ستاره پدید نیامده، بلکه نخست هسته‌ی سنگی‌اش ساخته شده و سپس گازهای پیرامون ستاره را به خود برافزوده و این جو را برای خود ساخته است. این همان روشی‌ست که فکر می‌کنیم سیاره‌های سامانه‌ی خورشیدی خودمان را پدید آورده و بررسی دقیق‌ترِ جوِ این فراسیاره می‌تواند جزییات بیشتری را درباره‌ی چگونگی و زمانِ پیدایش آن آشکار کند.

پژوهشگران به جز دی‌اکسید کربن، برجستگی دیگری هم در داده‌ها یافتند که نشان می‌داد چیز دیگری که انتظارش را نداریم در جو وسپ-۳۹بی هست که دارد نور ستاره را درمی‌آشامد. کمپتون می‌گوید: «چیز دیگری هم آنجاست، یک مولکول دیگر یا گونه‌ای ابر یا ریزگرد- چیزی که در مدل اصلی پیش‌بینی نشده.» پژوهشگران هنوز به درستی نمی‌دانند این مولکول چه می‌تواند باشد ولی در تلاشند با بهره از داده‌های بیشترِ جیمز وب و مدل‌های گوناگون آن را بیابند.

باتالیا می‌گوید این واقعیت که توانسته‌ایم دی‌اکسید کربن را در جو این غول گازی ببینیم نشانه‌ی خوبی برای توانایی‌مان در سرانجام، شناختِ جو سیاره‌های سنگی مانند زمین است، چیزی که یکی ازهدف‌های اصلی جیمز وب بوده. این می‌تواند در شکار زندگی بیگانه هم سودمند باشد. جسی کریستین‌سن از بنیاد دانش فراسیاره‌ای ناسا در کالیفرنیا می‌گوید: «این در آینده، زمانی که در همراهی با مولکول‌های دیگری مانند متان یافته شود می‌تواند ردپای زیستی جالبی باشد.»

کمپتون می‌گوید: «این سیاره جای زندگی نیست- مانند چیزی‌ست که اگر مشتری را بردارید و بسیار به خورشید نزدیک کنید تا پخته شود به دست خواهید آورد. این جایی نیست که هرگز خواهان بازدیدش باشید ولی [شناسایی دی اکسید کربن در جو آن] نخستین گام به سوی منش‌نماییِ جوِ سیاره‌های زیست‌پذیر است.» و منش‌نمایی جو آن سیاره‌ها شاید بهترین شرط ما برای یافتن زندگی فرازمینی باشد.

یافته‌های این دانشمندان در پایگاه برخط arxiv منتشر شده است.

-------------------------------------------------

تلگرام، توییتر و فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky

واژه‌نامه:

James Webb Space Telescope - carbon dioxide - NASA - JWST - planet - WASP-39b - exoplanet - Saturn - Jupiter - star - molecule - wavelength - infrared - Natalie Batalha - University of California - Santa Cruz - algorithm - statistical significance - sigma - Eliza Kempton - University of Maryland - carbon - oxygen - rocky core - solar system - molecule - haze - gas giant - Earth - alien life - biosignature - methane - Jessie Christiansen - NASA Exoplanet Science Institute in California - habitable - sun - extraterrestrial life - arxiv - light curve - Near-Infrared Spectrograph - NIRSpec - wavelength - WASP-39

منبع: نیوساینتیست
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان