چگونه جیمز وب به جو سیارات فراخورشیدی نگاه می کند

با اعلام اخیر مبنی بر اینکه تلسکوپ فضایی جیمز وب اولین سیاره فراخورشیدی خود را شناسایی کرده است، وارد دوره جدیدی از نجوم سیارات فراخورشیدی می شویم. وعده وب این است که نه تنها می‌تواند سیارات فراخورشیدی را شناسایی کند، بلکه جو آنها را نیز مطالعه می‌کند که گام بزرگی در علم سیارات فراخورشیدی است.

مطالعه سیارات فراخورشیدی بسیار چالش برانگیز است، زیرا آنها معمولاً بسیار دور و بسیار کوچک هستند که نمی توان مستقیماً آنها را مشاهده کرد. گاهی اوقات، یک تلسکوپ قادر است مستقیماً از یک سیاره فراخورشیدی تصویربرداری کند، اما اغلب محققان باید با نگاه ، به ستاره ای که به دور آن می چرخد، استنباط کنند که یک سیاره وجود دارد. روش‌های مختلفی برای تشخیص سیارات بر اساس تأثیر آن‌ها بر روی ستاره وجود دارد، اما یکی از رایج‌ترین روش‌های مورد استفاده، روش ترانزیت است که در آن تلسکوپ ستاره‌ای را رصد می‌کند و به دنبال کاهش بسیار کمی در روشنایی می‌گردد که زم، اتفاق می‌افتد که یک سیاره از بین می‌گذرد. ستاره و ما این هست روشی که وب استفاده کرد برای شناسایی اولین سیاره فراخورشیدی خود به نام LHS 475 b.

با این حال، هدف بزرگ، شناسایی اتمسفر سیارات فراخورشیدی توسط وب است. محققان توانستند اطلاعاتی در مورد جو سیاره تازه کشف شده جمع آوری کنند و برخی احتمالات را رد کنند، اما هنوز قادر به تعیین ،یب دقیق جو آن نیستند. به این دلیل که شناسایی یک سیاره فراخورشیدی هر چقدر که می تواند دشوار باشد، مطالعه جو آن حتی سخت تر است.

روشی که وب این کار را انجام می دهد با استفاده از روشی به نام طیف سنجی عبوری است. مانند استفاده از روش گذر برای تشخیص یک سیاره فراخورشیدی، مطالعه اتمسفر آن نیز به عبور سیاره از مقابل ستاره خود (به نام گذر) متکی است. هنگامی که سیاره در مقابل ستاره قرار می گیرد، مقدار کمی از نوری که از ستاره می آید از جو سیاره عبور می کند. اگر دانشمندان بتوانند آن نور را بررسی کنند و آن را به طول موج های مختلف ت،یم کنند، می توانند ببینند کدام طول موج ها از دست رفته است – که نشان می دهد کدام طول موج توسط چیزی در جو جذب شده است. ما می د،م که چه مواد شیمیایی را در کدام طول موج جذب می کنند، بنابراین این اطلاعات می تواند نشان دهد که جو از چه چیزی تشکیل شده است.

با این حال، تلاش برای جمع آوری اطلاعات از یک طیف انتقالی پیچیده است زیرا درصد نور مسدود شده بسیار کم است و در حدود 0.1٪ از روشنایی ستاره است. و به خاطر داشته باشید که این ستاره ای است که در فاصله 41 سال نوری از ما قرار دارد. اگر به طیف انتقال سیاره اخیرا کشف شده، نشان داده شده در زیر، می تو،د نقاط داده را به رنگ سفید ببینید.

خطوط رنگی مدل‌های احتمالی جوی هستند و محققان به دنبال خطی با بهترین تن، هستند. در این مورد، می‌تو،د ببینید که اتمسفر متان، که با رنگ سبز نشان داده شده است، به وضوح درست نیست، بنابراین محققان می‌دانند که این سیاره جو متان ندارد. اما نمی‌تواند اتمسفر (با رنگ زرد نشان داده شده، بدون ویژگی) یا اتمسفر دی ا،ید کربن داشته باشد. داده‌های کافی برای گفتن قطعی وجود ندارد، اگرچه محققان قصد دارند تا اوا، امسال مشاهدات بیشتری را با وب انجام دهند که داده‌های بیشتری به آنها می‌دهد.

اگرچه هنوز نمی‌تو،م در مورد جو این سیاره فراخورشیدی مطمئن باشیم، این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه وب می‌تواند روزی به زودی جو سیاره‌های فراخورشیدی را تجزیه و تحلیل کند. جاکوب لوستیگ یاگر، محقق ارشد از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز، گفت: ما در خط مقدم مطالعه سیارات فراخورشیدی کوچک و ص،ه ای هستیم. بی،ه. ما به سختی شروع به ،اشیدن سطح جو آنها کرده ایم.»

توصیه های سردبیران