یافته جدید جیمز وب: تفاوت کابوس‌وار هوای صبح و عصر در غول گازی معروف

دنیایی را تصور کنید که در آن پیش‌بینی هواشناسی از بادهایی با سرعت نزدیک به ۱۸هزار کیلومتر بر ساعت و بارش‌های شبانه‌ی فلز مایع، یاقوت و یاقوت کبود خبر می‌دهد.

این همان واقعیت آشفته‌ای است که اخترشناسان برای دنیای بیگانه WASP-121b ترسیم کرده‌اند؛ یک «مشتری فوق‌داغ» که ازجمله غیرعادی‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی شناخته‌شده محسوب می‌شود.

غول گازی مورد بحث آن‌قدر به ستاره‌ی میزبانش نزدیک است که یک سال (یعنی چرخش کامل به دور ستاره) در آن فقط ۳۰٫۵ ساعت طول می‌کشد. در چنین فاصله‌ی بسیار اندکی (درواقع آن‌قدر کم که اگر سیاره فقط کمی نزدیک‌تر شود، نیروی گرانشی ستاره شروع به متلاشی‌کردن آن می‌کند)، نیروهای کشندی عظیم ستاره، شکل سیاره را از کره به حالتی شبیه توپ راگبی تغییر داده‌اند.

دمای سمت روز سیاره آن‌قدر بالاست که می‌تواند فلزات را بخار کند. پژوهش‌های قبلی نشان داده‌اند که احتمالاً آهن در سمت شب خنک‌تر، متراکم می‌شود و به شکل باران می‌بارد. اکنون اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، تصویر واضح‌تری از اقلیم عجیب‌وغریب WASP-121b ترسیم کرده‌اند.

به‌گزارش اسپیس‌دات‌کام، پژوهشگران با ردیابی تغییرات ظریف در نور ستاره که هنگام گذر سیاره از مقابل آن، از درون جو WASP-121b عبور می‌کند، تفاوت‌هایی بین شرایط جوی در سپیده‌دم و غروب این سیاره شناسایی کردند.

سیریل گاپ، نویسنده اصلی مطالعه از مؤسسه ماکس پلانک در آلمان، در بیانیه‌ای گفت: «به‌لطف کیفیت بی‌سابقه‌ی داده‌های جیمز وب، ما دقیق‌ترین مشاهدات تا امروز را از سیاره‌های دوردست به دست می‌آوریم». او افزود: «با اندازه‌گیری اینکه جذب نور ستاره چگونه با چرخش WASP-121b تغییر می‌کند، می‌توانیم جو آن را در هر طول جغرافیایی بررسی کنیم.»

مشاهدات نشان می‌دهد که ناحیه‌ی مرزی عصرگاهی سیاره (قسمتی که از نور روز خارج می‌شود)، داغ‌تر از ناحیه‌ی صبحگاهی آن است. به‌گفته‌ی پژوهشگران، این یافته با وجود بادهای قدرتمندی که گرما را از سمت بسیار داغ روز به سمت شب سردتر منتقل می‌کنند، سازگار است.

از آنجایی که WASP-121b در وضعیت قفل کشندی قرار دارد، یک نیم‌کره آن همیشه رو به ستاره است و نیم‌کره دیگر در تاریکی دائمی به‌سر می‌برد. بااین‌حال، سیاره هنگام گذر از مقابل ستاره از دید جیمز وب، به اندازه‌ای می‌چرخد که بخش‌های مختلف جو آن مشاهده‌پذیر شوند.

به نظر می‌رسد سمت گرم‌تر عصرگاهی آن‌قدر داغ است که مولکول‌های آب را در لایه‌های فوقانی جو از هم می‌شکند. در مقابل، سمت خنک‌تر صبحگاهی ممکن است تا حدی با ابرهایی از مواد سیلیکاتی پوشیده شده باشد؛ هرچند برای تأیید وجود این ابرها به مدل‌های پیچیده‌تری نیاز است.

این یافته‌ها به مجموعه رو‌به‌رشدی از پژوهش‌ها درباره آب‌وهوای متلاطم WASP-121b اضافه می‌شود؛ از جمله داده‌های اخیر تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در شیلی که بادها و جریان‌های جتی پیچیده، لایه‌لایه و بسیار آشفته را در نیمی از سیاره نشان داده بود.

مشاهدات قبلی تلسکوپ هابل نیز نشانه‌هایی از فرار منیزیم و آهن از جو این سیاره پیدا کرده بود که احتمالاً دراثر تابش شدید فرابنفش ستاره میزبان رخ می‌دهد.

پژوهشگران خاطرنشان می‌کنند که تکنیک جدید آن‌ها می‌تواند در آینده برای سیاره‌های فوق‌داغ دیگر نیز به کار رود و به اخترشناسان کمک کند تا شرایط جوی دنیاهای دور را بهتر با هم مقایسه کنند.

پژوهش ۱۰ ژوئن در نشریه Nature Astronomy منتشر شد.