تلسکوپ فضایی جیمز وب نخستین سیاره فراخورشیدی خود را کشف کرد

پژوهشگران وجود یک سیاره فراخورشیدی را برای نخستین‌بار با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب تایید کرده‌اند. این سیاره که به‌طور رسمی LHS 475 b نامیده شده است، ۹۹ درصد زمین قطر دارد و تقریبا به‌طور کامل هم‌اندازه‌ی سیاره‌ی ما محسوب می‌شود. بااین‌حال سیاره از فاصله‌ی بسیار نزدیک به‌دور ستاره‌ای کوچک و کم‌نور می‌چرخد و مدارش را در مدت فقط دو روز کامل می‌کند.

کشف تازه که چهارشنبه ۱۱ ژانویه در نشست انجمن نجوم آمریکا (AAS) ارائه شد، چشمگیر است؛ زیرا اغلب سیاره‌های فراخورشیدی کشف‌شده معمولا غول‌های گازی بزرگ شبیه به مشتری هستند. همچنین از آنجا که سیاره‌های زمین‌مانند اندازه‌ای بسیار کوچک‌تر دارند، تشخیص آن‌ها برای اکثر تلسکوپ‌ها سخت‌تر است.

پژوهش‌های پیشین با ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران ناسا (TESS) که در سال ۲۰۱۸ به‌طور خاص برای جستجوی سیاره‌های فراخورشیدی پرتاب شد، نشانه‌هایی از وجود سیاره‌ی مورد بحث را پیدا کرده بود. سپس جیمز وب با رصدهای انجام‌شده در ماه‌های اوت و سپتامبر ۲۰۲۲، توانست وجود سیاره را تایید کند.

طیف‌سنج فروسرخ نزدیک وب (NIRSpec) فقط با دو رصد گذری به‌راحتی و به‌وضوح به وجود سیاره پی برد. جیکوب لوستیگ ایگر، پژوهشگر اصلی مطالعه از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز گفت: «بدون شک این سیاره آنجا است و داده‌های اولیه‌ی جیمز وب آن را تایید می‌کند.»

این واقعیت که جیمز وب توانست سیاره‌ی سنگی جدید را شناسایی کند، نشان می‌دهد که تلسکوپ می‌تواند در آینده جهان‌های شبیه به زمین را پیدا کند. علاوه‌براین، از بین تمام تلسکوپ‌های فعال، فقط جیمز وب می‌تواند جو سیاره‌های هم‌اندازه با زمین را توصیف کند. بااین‌حال به‌گفته‌ی لوستیگ ایگر، هنوز نمی‌توانیم هیچ نتیجه‌ی قطعی در مورد جو سیاره بگیریم.

هدف نهایی بسیاری از پژوهش‌های کنونی در زمینه‌ی سیاره‌های فراخورشیدی، درک اتمسفر اطراف این جهان‌ها است. اخترشناسان برای فهمیدن بهتر اینکه آیا برخی از این سیاره‌ها سکونت‌پذیر هستند یا خیر، باید جو آن‌ها را مطالعه کنند؛ زیرا جو و ترکیبات آن می‌تواند تاثیر عمیقی بر برخی معیارها مانند دمای سطحی داشته باشد.

هرچند جیمز وب باید بتواند جو سیاره‌های فراخورشیدی را تشخیص دهد، این کار همچنان چالش‌برانگیز است. سیاره‌های فراخورشیدی بسیار کوچک‌تر از ستاره‌ها هستند و نور بسیار کمتری از خود ساطع می‌کنند؛ درنتیجه به‌ندرت به‌طور مستقیم شناسایی می‌شوند. درعوض، اخترشناسان ستارگان میزبان را مطالعه می‌کنند و به‌دنبال افت نورهای جزئی در روشنایی یا تغییرات در حرکت آن‌ها می‌چرخند تا از این طریق به وجود سیاره در اطرافشان پی ببرند.

لوستیگ ایگر می‌گوید با توجه به این شرایط، جیمز وب احتمالا فقط می‌تواند جو سیاره‌های سنگی چرخان به دور ستاره‌های بسیار کوچک موسوم به کوتوله سرخ را تشخیص دهد. از برخی جهات، این امر برای یافتن سیاره‌های سکونت‌پذیر خوب است؛ زیرا این نوع سیاره‌ها در مقایسه با زمین، بسیار نزدیک‌تر به دور ستاره‌شان می‌چرخند و درنتیجه بسیار داغ‌تر هستند. وقتی سیاره تا این حد به ستاره‌ی والدش نزدیک باشد، ممکن است جو آن دراثر گرما و تابش‌های ستاره از بین برود.

در مورد LHS 475 b، پژوهشگران از روش طیف‌سنجی گذار برای بررسی جو آن استفاده کردند. هرچند آن‌ها نتوانستند ترکیبات جو را به‌طور دقیق تایید کنند، موفق به رد گزینه‌های مختلف شدند. یافته‌ها نشان می‌دهد که سیاره جو تحت سلطه‌ی هیدروژن مانند مشتری یا متان خالص ندارد و درعوض احتمال دارد جوی غلیظ از دی‌اکسیدکربن مثل زهره داشته باشد یا اصلا ستاره جو آن را به‌کلی از بین برده باشد.

تیم پژوهشی قصد دارد به‌منظور شناخت بیشتر سیاره، تابستان آینده بار دیگر با استفاده از جیمز وب آن را رصد کند. پژوهش اخیر نشان می‌دهد که این تلسکوپ تا چه حد ابزاری قدرتمند برای مطالعه‌ی سیاره‌های فراخورشیدی است.