‘این چه است؟’ تلسکوپ جیمز وب سیاره‌ای غیرقابل توضیح با الماس‌ها و دود در جو‌اش کشف می‌کند

نوشته الیزابت هوول

دانشمندانی که از تلسکوپ جیمز وب استفاده می‌کردند، یک سیاره‌نمای دوردست با جوی مملو از دود و الماس‌ها مشاهده کردند که تمام توضیحات را به چالش می‌کشد.

تصویر هنری از سیاره‌نمای PSR J2322‑2650b (سمت چپ) که به دور یک پالسار (سمت راست) می‌چرخد
سیاره‌نمای PSR J2322‑2650b جوئی پر از دود و الماس‌ها دارد؛ مشاهدات جدید تلسکوپ جیمز وب نشان می‌دهد (عکس: NASA, ESA, CSA, رالف کراوفارد (STScI))

یک سیاره‌نمای دوردست به نظر می‌رسد جوی دودآلود داشته باشد که دانشمندانی که به‌تازگی آن را شناسایی کردند، دچار سردرگمی می‌شود.

سیاره‌ای به‌اندازهٔ مشتری که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) شناسایی شد، ترکیب شناخته‌شدهٔ هلیوم‑هیدروژن را که در جوهای منظومهٔ خورشیدی می‌شناسیم، ندارند و همچنین مولکول‌های رایج دیگر مانند آب، متان یا دی‌اکسید کربن را نیز ندارند.

در عوض، به نظر می‌رسد این سیاره ابرهای دود در بالای جو دارد که در عمق جو به الماس‌ها تبدیل می‌شوند. این نوع جو کلی که از هلیوم و کربن تشکیل شده، تا به حال در هیچ سیارهٔ دیگری مشاهده نشده است. نکتهٔ شگفت‌انگیزتر این است که ستارهٔ میزبانی آن حتی یک ستارهٔ عادی هم نیست.

خورشید نوترونی

پژوهشگران در مقاله‌ای که روز سه‌شنبه (۱۶ دسامبر) در مجلهٔ خطوط نجومی منتشر شد، محیط عجیب سیاره‌ای به نام PSR J2322‑2650b را بررسی کردند. هرچند این سیاره در سال ۲۰۱۷ توسط یک پیمایش تلسکوپ رادیویی شناسایی شد، اما برای بررسی محیط PSR J2322‑2650b از فاصلهٔ ۷۵۰ سال نوری، به وضوح بهتر تلسکوپ جیمز وب (JWST) که در سال ۲۰۲۱ پرتاب شد، نیاز بود.

سیاره‌نمای PSR J2322‑2650b به دور یک پالسار می‌چرخد. پالسارها ستارهای نوترونی چرخش سریع هستند — هسته‌های فوق‌چگال ستارهایی که به‌عنوان سوپرسنوا منفجر شده‌اند — که تابش‌های کوتاه، منظم، پالس‌وار ساطع می‌کنند که فقط زمانی قابل رؤیتند که پرتوهای نورمانند فانوس دریایی‌شان دقیقاً به سمت زمین هدایت شوند. (این به‌تنهایی عجیب است؛ زیرا هیچ پالساری شناخته‌شده‌ای که یک سیاره‌گیگانت گازی داشته باشد وجود ندارد، و تنها تعداد کمی از پالسارها سیاره دارند، تیم علمی اعلام کرد.)

ابزارهای فراسرخ JWST نمی‌توانند این پالسار خاص را مشاهده کنند، زیرا پرتوهای گاما با انرژی بالا ساطع می‌کند. با این حال، «نابینایی» JWST نسبت به پالسار در واقع برای دانشمندان فرصتی است تا به‌راحتی سیارهٔ همراه، PSR J2322‑2650b را بررسی کرده و محیط آن را بشناسند.

“این سامانه منحصربه‌فرد است زیرا ما می‌توانیم سیاره‌ای را که توسط ستاره میزبانی‌اش نورپردازی شده است، ببینیم، اما ستاره میزبانی را به‌کل نمی‌بینیم”، می‌گوید هم‌نویسنده مایا بِلزنای، دانشجوی دکتری فیزیک در دانشگاه استنفورد، در بیانیه.

تصویر هنری از سیاره‌نمای PSR J2322‑2650b.
تصویر هنری از سیاره‌نمای PSR J2322‑2650b. (عکس: NASA, ESA, CSA, رالف کراوفارد (STScI))

معمای شکل‌گیری

داستان پیدایش PSR J2322‑2650b معماست. این سیاره تنها یک میلیون مایل (۱٫۶ میلیون کیلومتر) از ستاره‌اش فاصله دارد — تقریباً صد برابر نزدیک‌تر نسبت به فاصلهٔ زمین از خورشید. این حتی عجیب‌تر است وقتی در نظر بگیریم که سیارات غول‌پیکر گازی منظومهٔ شمسی بسیار دورترند — به عنوان مثال، مشتری ۴۸۴ میلیون مایل (۷۷۸ میلیون کیلومتر) از خورشید فاصله دارد.

این سیاره در تنها ۷٫۸ ساعت به دور ستاره‌اش می‌چرخد و به‌دلیل نیروی گرانشی فوق‌العاده قوی پالسار، شکل لیمویی دارد. در نگاه اول، به‌نظر می‌رسد PSR J2322‑2650b می‌تواند سناریوی شکل‌گیری مشابه سیستم‌های «سیاه‌بیوه» داشته باشد که در آن یک ستاره شبیه خورشید در کنار یک پالسار کوچک قرار می‌گیرد.

الماس‌ها در هوا

دانشمندان هنوز نمی‌توانند توضیح دهند که چگونه دود یا الماس‌ها در جو این سیاره‌نمای حضور دارند. معمولاً کربن مولکولی در سیاراتی که بسیار به ستاره‌شان نزدیکند، به‌دلیل حرارت شدید وجود ندارد.