به‌گزارش ایسنا و به نقل از لایو ساینس، با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، پژوهشگران اولین گزارش وضعیت جو یک شیء شبیه به سیاره‌ بیگانه فراری را تهیه کرده‌اند که نشان‌دهنده‌ لکه‌های ابر و مواد شیمیایی کربنی، همراه با اوروهای جوی در ارتفاعات بالاست. این یافته‌ها که در تاریخ ۳ مارس در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد، همچنین نشان می‌دهد که این شیء آسمانی دارای جوی پیچیده و لایه‌لایه است.

جو زمین یک لایه از گازها است که عمدتاً از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است، اما جو سیارات دیگر در منظومه شمسی تفاوت‌های زیادی با زمین دارند. به‌عنوان مثال، جو ونوس از زمین بسیار متراکم‌تر و حاوی اسید سولفوریک است. این تنوع در جوها در سیارات خارج از همسایگی کیهانی ما نیز مشاهده شده است: برخی از سیارات فراخورشیدی جوهایی حاوی بخار آب دارند، در حالی که دیگران ابرهای سوپرگرم شن دارند.

حال، پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ جیمز وب به شی مرموزی به نام SIMP 0136+0933 توجه کرده‌اند تا بیشتر درباره جو آن بیاموزند. هویت این شی همچنان مبهم است، به گفته‌ نویسنده اصلی مطالعه، آلیسون مک‌کارتی، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دپارتمان نجوم دانشگاه بوستون. در ایمیلی به Live Science گفت: «[این شی] یک سیاره به معنای سنتی نیست، زیرا حول یک ستاره نمی‌چرخد.» با این حال، او اضافه کرد: « جرم آن کمتر از یک کوتوله قهوه‌ای معمولی است [که به آن (ستاره ناموفق) گفته می‌شود].»

SIMP 0136+0933 روزی به مدت ۲.۴ ساعت دارد و در سحابی کارینا واقع در ۲۰ سال نوری از زمین قرار دارد. به دلیل اینکه این شی روشن‌ترین شی آزاد با جرم سیاره‌ای در نیم‌کره شمالی است و از ستارگانی که می‌توانند مشاهدات را مختل کنند، دور است، توسط تلسکوپ‌هایی مانند تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا مستقیماً عکسبرداری شده است. این مشاهدات نشان داد که SIMP 0136+0933 جوی به‌طور غیرمعمول متغیر دارد، با نوساناتی در ناحیه‌ای از طیف الکترومغناطیسی که انسان‌ها آن را به‌عنوان حرارت درک می‌کنند (ناحیه مادون قرمز)، اما پدیده‌های فیزیکی که باعث این تغییرات می‌شوند، هنوز ناشناخته بودند.

برای کشف این فرایندها، مک‌کارتی و همکارانش از طیف‌نگار مادون قرمز نزدیک JWST برای اندازه‌گیری شدت تابش موج کوتاه که SIMP 0136+0933 منتشر می‌کرد، استفاده کردند. آن‌ها حدود شش هزار مجموعه داده از این نوع را طی تقریباً سه ساعت در تاریخ ۲۳ ژوئیه ۲۰۲۳ جمع‌آوری و داده‌ها را از کل شی نمونه‌برداری کردند. سپس در سه ساعت بعدی، همان فرایند را برای طول‌موج‌های بلندتر تکرار و از ابزار مادون قرمز میانه تلسکوپ فضایی برای این کار استفاده کردند.

پژوهشگران سپس منحنی‌های نوری ایجاد کردند تا نشان دهند چگونه «درخشندگی» (یا شدت) تابش مادون قرمز در طول زمان تغییر کرده است. این منحنی‌ها نشان دادند که طول‌موج‌های مختلف به‌طور متفاوتی رفتار می‌کنند. در هر لحظه، برخی روشن‌تر می‌شدند، برخی تاریک‌تر می‌شدند و برخی تغییر نمی‌کردند. با وجود این، پژوهشگران متوجه شدند که منحنی‌های نوری سه خوشه را تشکیل می‌دهند که هر کدام شکلی خاص هرچند کمی متغیر داشتند.

اشکال مشابه منحنی‌های نوری نشان می‌داد که مکانیزم‌های جوی مشابهی باعث این تغییرات شده‌اند. برای تعیین این مکانیزم‌ها، پژوهشگران مدل‌هایی از جو SIMP 0136+0933 ساختند. این کار به آن‌ها امکان داد تا نتیجه‌گیری کنند که خوشه اول طول‌موج‌ها از لایه‌ای کم‌ارتفاع از ابرهای آهنی سرچشمه می‌گیرد، در حالی که خوشه دوم از ابرهای بالاتر از فورستریت، یک ماده معدنی منیزیم، ناشی می‌شود. لایه‌های ابری احتمالاً تکه‌تکه بودند که این می‌تواند باعث برخی از تغییرات در منحنی‌های خوشه‌های طول‌موج شود، اما ابرها نمی‌توانستند خوشه سوم طول‌موج‌ها را توضیح دهند که به نظر می‌رسید از بالای آن‌ها منشأ گرفته باشد. در عوض، پژوهشگران معتقدند که این تابش از «نقاط داغ» یا نقاط داغ جو ناشی می‌شود که ممکن است از اوروراهای رادیویی سرچشمه گرفته باشند. این اوروراهای رادیویی (پدیده‌هایی هستند که به دلیل واکنش ذرات باردار خورشید با میدان مغناطیسی زمین در نواحی قطبی تولید می‌شوند و نورهای رنگارنگی را در آسمان ایجاد می‌کنند. این پدیده‌ها در دنیای رادیویی هم تأثیر دارند و باعث انتشار امواج رادیویی خاصی می‌شوند.) شبیه به شفق‌های قطبی زمین هستند، اما در بازه طول‌موج رادیویی قرار دارند. با این حال، حتی این مدل‌ها هم نمی‌توانستند تمام مشاهدات را توضیح دهند، مانند این که چرا منحنی‌های خوشه اول چنین اشکال متنوعی داشتند. پژوهشگران پیشنهاد کردند که توده‌هایی از مواد شیمیایی مبتنی‌بر کربن، مانند مونوکسید کربن، در جو ممکن است مسئول این موضوع بوده باشند و تابش را در برخی طول‌موج‌ها در زمان‌های خاص جذب می‌کرده‌اند.

در حالی که این مکانیسم‌های تغییرات جو فرضیه‌سازی شده بودند، این اولین باری بود که ما آن‌ها را مستقیماً در جو SIMP 0136 مشاهده کردیم، اما چند ساعت مشاهدات برای درک جو SIMP 0136+0933 در بلندمدت کافی نیست. برای این منظور، پژوهشگران باید این شیء را طی چند روز مطالعه کنند، احتمالاً با استفاده از تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا که انتظار می‌رود در سال ۲۰۲۷ پرتاب شود.

انتهای پیام