تلسکوپ فضایی جیمز وب اولین سیاره بخارآلود را کشف کرد

سیاره فراخورشیدی GJ 9827 که در فاصله‌‌ی صد سال نوری از زمین قرار دارد، با پوششی ضخیم از بخار احاطه شده است. اندازه‌ی این سیاره به دو برابر زمین می‌رسد و سه برابر سیاره ما جرم دارد. همچنین جو این سیاره بیگانه را تماما بخار آب تشکیل می‌دهد. به نوشته‌ی اشان رائول، یکی از اعضای گروه پژوهشی و فارغ‌التحصیل دانشگاه میشیگان:

اولین بار است که شاهد چنین سیاره‌ای هستیم. بخش زیادی از این سیاره را بخار آب داغ تشکیل می‌دهد و به همین دلیل آن را جهان بخار می‌نامیم. البته این سیاره حداقل برای نوع حیاتی که می‌شناسیم سکونت‌پذیر نیست.

ستاره‌شناس‌ها تا مدت‌ها احتمالاتی را درباره‌ی وجود جهان‌های بخارآلود مانند GJ 9827 d مطرح می‌کردند، اما این اولین بار است که موفق به رصد چنین سیاره‌ای شده‌اند. همان‌طور که رائول اشاره کرد، بعید است این جهان از حیاتی که حداقل ما می‌شناسیم، پشتیبانی کند، اما می‌تواند به ستاره‌شناس‌ها در بررسی سکونت‌پذیری سیاره‌های فراخورشیدی کوچک با ابعاد بین زمین و نپتون کمک کند.

گروه پژوهشگرها به رهبری کارولین پیوله قریب از مؤسسه‌ی پژوهش‌های فراخورشیدی دانشگاه مونترال، ماهیت بخارآلود GJ 9827 d را با استفاده از تکنیکی به نام «طیف‌سنجی عبوری» کشف کردند.

طیف‌سنجی عبوری مبتنی بر این حقیقت است که عناصر و مواد شیمیایی تشکیل‌دهنده‌ی آن‌ها، نور را در طول موج‌های الکترومغناطیسی خاصی جذب می‌کنند. وقتی نور یک ستاره بر جو سیاره‌اش می‌تابد، عنصرهای موجود در جو آن سیاره طول موج‌های مشخصی را جذب می‌کند و شکاف‌هایی را در طیف نوری از خود به جا می‌گذارند. این شکاف‌ها آثار عنصرهای مشخص و مولکول‌های موجود در جو هستند.

تاکنون اغلب سیاره‌های فراخورشیدی که ستاره‌شناس‌ها با استفاده از روش طیف‌سنجی عبوری بررسی کرده‌اند، دارای جوهایی تشکیل‌شده از دو نمونه از سبک‌ترین و رایج‌ترین عنصرهای جهان، یعنی هیدروژن و هلیوم بودند. جو این سیاره‌ها به جو غول‌های گازی منظومه شمسی، یعنی مشتری و زحل شباهت دارند؛ اما به شکل چشمگیری با جو پیچیده‌ی زمین و جو لازم برای حیاتی که می‌شناسیم متفاوت هستند. به گفته‌ی پیوله:

سیاره GJ 9827 d، اولین سیاره فراخورشیدی است که با جوی غنی از مولکول‌های سنگین مثل جو سیاره‌های سنگی منظومه شمسی کشف کرده‌ایم. این یافته گام بزرگی است.

سیاره GJ 9827 d در ابتدا توسط تلسکوپ فضایی کپلر در سال ۲۰۱۷ کشف شد. این سیاره‌ی فراخورشیدی در فاصله‌ی ۸٫۴ میلیون کیلومتری از ستاره‌ی والدش به نام GJ 9827 قرار دارد که تقریبا ۶ درصد مسافت بین زمین و خورشید است. این مجاورت به این معنی است که سیاره GJ 9827 d مدار ستاره‌اش را در بیش از شش روز زمینی طی می‌کند. این سیاره سومین جهان فراخورشیدی شناخته‌شده در اطراف ستاره‌ی GJ 9827 است.

تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۲۳ نشانه‌های جالبی از بخار آب را در جو GJ 9827 d کشف کرد. با این حال دقت و حساسیت بالای جیمز وب و تصویربردار فروسرخ نزدیک و ابزار طیف‌سنج NIRISS ثابت کردند که این سیاره فراخورشیدی نه‌تنها نشانه‌هایی از بخار آب را دارد، بلکه به طور کامل در آن غرق شده است. به عقیده‌ی پژوهشگرها، جهان‌های زیادی مثل GJ 9827d در انتظار کشف‌شدن به سر می‌برند. به نظر می‌رسد سیاره‌های بخارآلود و آبی بسیار رایج باشند.

یافته‌های دانشمندان در نشریه استروفیزیکال ژورنال لترز منتشر شده است.