JWST دی اکسید کربن را در جو یک سیاره فراخورشیدی شناسایی کرد – و این یک راز است

تلسکوپ فضایی جیمز وب اولین تشخیص واضح دی اکسید کربن را در اتمسفر دنیای دور انجام می دهد و همچنین یک برآمدگی غیرمنتظره در داده ها وجود دارد.

توسط لیا کرین

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (JWST) دی اکسید کربن را در جو سیاره ای به نام WASP-39b در فاصله 700 سال نوری از ما کشف کرده است. این اولین باری است که این ترکیب در هر سیاره فراخورشیدی یافت می‌شود و مشاهدات همچنین نشانه‌هایی از رمز و راز در دنیای دور را نشان می‌دهد.

WASP-39b بزرگ است. جرمی مشابه جرم زحل دارد و قطر آن 1.3 برابر مشتری است. این ستاره نسبتاً نزدیک به ستاره خود می چرخد ​​و دمای متوسطی در حدود 900 درجه سانتیگراد به آن می دهد – دمای بالا اتمسفر را به بیرون پرتاب می کند و دیدن نور ستاره ها را برای JWST آسان می کند.

هنگامی که نور ستارگان در جو سیاره می تابد، مولکول های موجود در جو مقداری از نور را در محدوده طول موج منحصر به فرد جذب می کنند. دی اکسید کربن نور مادون قرمز را جذب می کند و تلسکوپ های قبلی برد مناسب یا راه درستی را برای انتخاب علامت آن تشخیص نداده اند. JWST پرتوهای مادون قرمز را نظارت می کند و مستقیماً آنها را می گیرد.

ناتالی باتالها از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، و تیمی متشکل از بیش از 100 محقق مشاهدات JWST را مورد بررسی قرار دادند و آنها را از طریق چهار الگوریتم جداگانه اجرا کردند تا اطمینان حاصل کنند که صرف نظر از نحوه پردازش آنها، نتایج یکسان است. هر چهار اثر انگشت واضحی از دی اکسید کربن را نشان دادند. Batalha می گوید: «ردپای CO2 فقط بر سر ما فریاد می زد. “پردازش داده ها دشوار نبود – آسان، ساده و واقعا زیبا بود.”

نتیجه دارای اهمیت آماری 26 سیگما است، به این معنی که احتمال یافتن چنین امضایی به عنوان شانس آماری کمتر از 1 در 10 است.¹⁴⁹. الیزا کیمپتون از دانشگاه مریلند، بخشی از تیم تحقیقاتی، می‌گوید: «این فوق‌العاده است. من هرگز چیزی به اندازه 26 سیگما در این منطقه ندیده ام.

محققان دریافتند که WASP-39b حاوی کربن و اکسیژن بیشتری نسبت به ستاره میزبان خود است، به این معنی که وقتی گاز اطراف ستاره به یکباره سقوط کرد، تشکیل نشد، بلکه ابتدا هسته سنگی خود را تشکیل داد و سپس گازی را که آن را ساخته بود، انباشته کرد. . جو این شبیه به روشی است که ما فکر می کنیم سیارات در منظومه شمسی ما شکل گرفته اند و مطالعه اتمسفر سیارات فراخورشیدی با جزئیات بیشتر می تواند جزئیات بیشتری را در مورد چگونگی و مکان تشکیل آنها نشان دهد.

به غیر از دی اکسید کربن، محققان برجستگی دیگری در داده های خود پیدا کردند که نشان می دهد چیزی غیرمنتظره در جو WASP-39b مقداری از نور ستاره ها را جذب می کند. کمپتون می‌گوید: «چیز دیگری در آن وجود دارد، مولکول دیگری یا نوعی ابر یا مه – چیزی که مدل اصلی آن را پیش‌بینی نکرده بود» در مورد اتمسفر سیارات فراخورشیدی. محققان هنوز مطمئن نیستند که این مولکول مرموز چیست، اما در تلاش هستند تا با داده های اضافی از JWST و مدل های مختلف آن را کشف کنند.

این واقعیت که ما توانستیم دی اکسید کربن را در اتمسفر این غول گازی ببینیم، نشانه خوبی است که در نهایت قادر به درک اتمسفر جهان های سنگی مشابه زمین خواهیم بود که یکی از اهداف اصلی JWST است. باتالها. همچنین ممکن است در جستجوی حیات بیگانه مفید باشد. جسی کریستینسن از مؤسسه علوم سیارات فراخورشیدی ناسا در کالیفرنیا می‌گوید: «در آینده، زمانی که در ترکیب با مولکول‌های دیگری مانند متان یافت می‌شود، ممکن است یک علامت زیستی جالب باشد.

کمپتون می‌گوید: «این سیاره مکان مهمان‌نوازی نیست، مانند چیزی است که اگر مشتری را بگیرید اما آن را به خورشید نزدیک کنید و آن را بپزید، به دست می‌آورید. “این مکانی نیست که هرگز بخواهید از آن بازدید کنید، اما این اولین قدم به سوی تعیین جو سیارات قابل سکونت است.” توصیف این جوها ممکن است بهترین گزینه برای یافتن نشانه هایی از حیات فرازمینی باشد.

ارجاع: arxiv.org/abs/2208.11692

برای سفر در سراسر کهکشان و فراتر از آن، هر جمعه، برای خبرنامه رایگان Launchpad ما ثبت نام کنید