تلسکوپ فضایی جیمز وب دی اکسید کربن را در جو سیاره‌ای فراخورشیدی شناسایی کرد

تلسکوپ فضایی جیمز وب برای نخستین‌بار دی‌اکسید کربن را در جو سیاره‌ای خارج از منظومه شمسی شناسایی کرده است. پیتر گائو، دانشمند سیاره‌شناس از دانشگاه کارنگی ملون در واشنگتن و نویسنده مقاله‌ای که یافته جدید جیمز وب را شرح داده، می‌گوید: «[دی‌اکسید کربن] به‌طرز انکارناپذیر آنجا هست. در مشاهدات پیشین نشانه‌هایی از این گاز وجود داشت؛ اما هرگز در در چنین وسعتی تأیید نشده بود.»

به‌گزارش ساینس‌نیوز، یافته جدید که ۲۴ آگوست در پایگاه داده آرکایو دردسترس قرار گرفت، نخستین نتیجه علمی دقیق منتشرشده از تلسکوپ فضایی جیمز وب محسوب می‌شود. شناسایی دی اکسید کربن در جو سیاره‌ای فراخورشیدی همچنین مسیر را برای یافتن این گاز گلخانه‌ای در جو سیاره‌های کوچک‌تر و سنگی که بیشتر به زمین شباهت دارند، هموار می‌کند.

سیاره مورد بحث که WASP-39b نام دارد، غولی متورم کمی بزرگ‌تر از مشتری و تقریباً هم‌جرم زحل است، هر چهار روز زمینی به دور ستاره‌اش می‌چرخد و از این‌رو جهانی بسیار داغ و سوزان است. این ویژگی‌ها، WASP-39b را به مکانی وحشتناک برای جست‌وجوی شواهد حیات فرازمینی تبدیل می‌کند. بااین‌حال ترکیب جو متورم و گذرهای مکرر از مقابل ستاره، آن را به هدفی آسان برای رصد و سیاره‌ای عالی برای آزمودن توانایی‌های تلسکوپ جدید تبدیل می‌کند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب در دی ماه ۱۴۰۰ پرتاب شد و نخستین تصاویرش را ۲۱ تیر را منتشر کرد. در ماه ژوئیه، تلسکوپ به مدت تقریباً ۸ ساعت، نور ستاره‌ای را رصد کرد که با عبور از میان جو ضخیم سیاره‌اش هم‌زمان با گذر سیاره از مقابل ستاره و تلسکوپ، فیلتر می‌شد. درجریان این فرایند، مولکول‌های دی‌اکسید کربن در جو، طول موج‌های خاصی از نور ستاره را جذب کردند.

مشاهدات پیشین از WASP-39b با تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا که اکنون از کارافتاده است، سطح بسیار پایینی از جذب را در همان طول موج شناسایی کرده بود. این مقدار برای متقاعد‌کردن اخترشناسان به اینکه دی‌اکسید کربن واقعاً در آنجا وجود دارد، کافی نبود.

داده‌های جیمز وب همچنین کمی جذب اضافی را در طول موج‌های نزدیک به آن‌هایی که دی‌اکسید کربن را جذب کرده بودند، نشان داد. ناتالی باتالها، اخترشناس از دانشگاه کالیفرنیا سانتا کروز که هدایت تیم مسئول رصد را برعهده داشت، این جذب را نشانه‌ی وجود یک مولکول مرموز می‌داند. او می‌گوید: «ما چندین مظنون داریم که درحال بررسی‌شان هستیم.»

طیف نور فیلترشده در جو سیاره فراخورشیدی WASP-39b، شواهد قوی برای وجو دی‌اکسید کربن ارائه می‌دهد. برآمدگی بزرگ در وسط طیف نشان می‌دهد که جو سیاره، نور را با طول موج‌های تقریباً ۴٫۳ میکرومتر جذب می‌کند (نشانه واضح دی‌اکسید کربن). یک برآمدگی کوچک‌تر در سمت چپ دی‌اکسید کربن که به صورت سه‌نقطه در حدود ۴ میکرومتر نمایان است، می‌تواند نشانگر مولکولی مرموز باشد.

مقدار دی‌اکسید کربن در جو سیاره‌ای فراخورشیدی می‌تواند جزئیاتی را درباره چگونگی تشکیل آن آشکار کند. اگر سیاره با سیارک‌ها بمباران شده باشد، این رویداد ممکن است کربن بیشتری وارد و جو را غنی از این گاز کرده باشد. اگر تابش ستاره، برخی از عناصر سبک‌تر جو سیاره را از بین برده باشد، امکان دارد موجب شده باشد که جو از نظر دی‌اکسید کربن غنی‌تر به‌نظر آید.

با وجود نیاز به تلسکوپی به قدرتمندی جیمز وب برای تشخیص کربن، این گاز ممکن است در جو تمام سیاره‌های سرتاسر کهکشان موجود و از معرض دید پنهان شده باشد. باتالها می‌گوید: «دی‌اکسید کربن یکی از معدود مولکول‌هایی است که در جو تمام سیاره‌های فراخورشیدی دارای جو وجود دارد. دی‌اکسید کربن مولکول صف اول ما است.»

درنهایت اخترشناسان امیدوار هستند که از جیمز وب برای یافتن دی‌اکسید کربن و سایر مولکول‌ها در جو سیاره‌های سنگی کوچک، مانند جهان‌های چرخان به دور ستاره تراپیست ۱ استفاده کنند. برخی از این سیاره‌ها با قرارگیری در فواصل مناسب از ستاره‌شان می‌توانند آب مایع را حفظ کنند و ممکن است مکان‌هایی مناسب برای جست‌وجوی نشانه‌های حیات باشند. هنوز معلوم نیست آیا جیمز وب قادر به تشخیص آن نشانه‌های حیات است یا خیر؛ اما فعلاً که توانسته دی‌اکسید کربن را شناسایی کند.