جلوه رنگین‌کمان در آسمان یک سیاره جهنمی

توصیف مثبتی به تازگی به این فهرست اضافه شده است زیرا ستاره‌شناسان نشانه‌هایی از چیزی به نام «شکوه» را در اتمسفر این سیاره فراخورشیدی مشتری داغ کشف کرده‌اند. اثر «شکوه»، که در داده‌های ماهواره‌ی توصیف‌گر سیاره‌های فراخورشیدی به اختصار چیاپس(CHEOPS) دیده شده است، آرایش رنگین‌کمان مانندی از حلقه‌های رنگارنگ و متحدالمرکز نور را نمایش می‌دهد که تنها در شرایط خاص به وجود می‌آید.

به نقل از اسپیس، این اثر اغلب بر روی سیاره خودمان و همچنین در جو همسایه خشن ما زهره دیده می‌شود، اما این اولین بار است که دانشمندان آن را خارج از همسایگی کیهانی ما مشاهده می‌کنند. سیاره WASP-۷۶b در فاصله ۶۳۷ سال نوری از ما قرار دارد.

اگر تایید شود که این اثر بر روی سیاره WASP-۷۶b اتفاق می‌افتد، می‌تواند اطلاعات زیادی را در مورد این سیاره فراخورشیدی عجیب و غریب آشکار کند.

اولیویه دمانژئون(Olivier Demangeon)، رهبر گروه و ستاره‌شناس موسسه اخترفیزیک و علوم فضایی در پرتغال، در بیانیه‌ای گفته است: دلیلی وجود دارد که قبلا هیچ موردی از این «شکوه» در خارج از منظومه شمسی دیده نشده است. این پدیده به شرایط بسیار عجیبی نیاز دارد. در وهله اول، به ذرات جوی نیاز است که تقریبا به طور کامل کروی باشند، کاملا یکنواخت و به اندازه کافی پایدار باشند تا مدتی طولانی رصد شوند. ستاره نزدیک به سیاره باید مستقیما به آن بتابد و تلسکوپ چیاپس در موقعیت درستی نسبت به آن قرار داشته باشد.

در سیاره WASP-۷۶b چیزی بیشتر از باران آهن مذاب وجود دارد

WASP-۷۶b که در سال ۲۰۱۳ کشف شد، تنها در فاصله ۳۰ میلیون مایلی از ستاره زرد مادر خود قرار دارد که حدود ۱.۵ برابر جرم و ۱.۷۵ برابر عرض خورشید ما را دارد.

این فاصله برابر با تنها یک دوازدهم فاصله بین خورشید و عطارد است که نزدیکترین سیاره به ستاره ماست.

در نتیجه، سیاره‌ای که ۱.۸ برابر سیاره مشتری است، با وجود داشتنِ تنها ۹۲ درصد از جرم این غول گازی، تنها در ۱.۸ روز زمینی به دور ستاره خود می‌چرخد. این نزدیکی همچنین باعث می‌شود که یک سمت سیاره WASP-۷۶b، که «سمت روز» آن است به صورت جزر و مدی قفل شود. این بدان معناست که طرف دیگر سیاره، و «سمت شب» آن همیشه رو به فضا است.

از آنجایی که قسمت روز WASP-۷۶b توسط تشعشعات ستاره میزبانش هدف قرار می‌گیرد، دمای آن تا بیش از ۴۳۵۰ درجه فارنهایت(۲۴۰۰ درجه سانتی‌گراد) افزایش می‌یابد. این سمت از سیاره آنقدر داغ است که آهن را تبخیر می‌کند. بادهای شدید و سریع در WASP-۷۶b سپس این بخار آهن را به سمت نیمه خنک‌تر و شب سیاره می‌برد و در آنجا به صورت قطرات متراکم می‌شود و به صورت باران آهنی می‌بارد.

تماشای «اثر شکوه» بر روی این سیاره فراخورشیدی داغ، یک دستاورد قابل توجه برای چیاپس است که در ماه دسامبر سال ۲۰۱۹ به فضا پرتاب شد. این نمونه‌ای از توانایی این ماموریت برای شناسایی پدیده‌های ظریف و هرگز دیده نشده در جهان‌های دور است.

چیاپس WASP-۷۶b را در طول سه سال نزدیک به ۱۲ بار مشاهده کرده است، زیرا دانشمندان تلاش می‌کردند تا عدم تقارن نوری عجیبی را که در بخش‌های بیرونی این سیاره یافت می‌شود، هنگام عبور یا «گذر» از جلوی ستاره مادرش مشاهده کنند.

این مشاهدات افزایش نوری را که از «خط پایان‌دهنده» بخش شرقی WASP-۷۶b می‌آید، نشان داد، شکافی که در آن شب سیاره فراخورشیدی به سمت روز آن تبدیل می‌شود. محققان به این نتیجه رسیدند که این تغییر شدید در نور ناشی از یک بازتاب قوی، موضعی و وابسته به جهت است که به آن اثر شکوه می‌گویند.

متیو استندینگ(Matthew Standing)، محقق آژانس فضایی اروپا که سیارات فراخورشیدی را مطالعه می‌کند، می‌گوید: آنچه مهم است که به خاطر داشته باشید، مقیاس باورنکردنی آن چیزی است که ما شاهد آن هستیم. WASP-۷۶b چند صد سال نوری از ما فاصله دارد و یک سیاره غول پیکر گازی به شدت داغ است که در آن احتمالا آهن مذاب می‌بارد.

شکوه برای WASP-۷۶b چه معنایی دارد؟

اثر شکوه ممکن است ظاهری شبیه رنگین کمان و الگوی راه راه رنگارنگ داشته باشد، اما در واقع کاملا با یک رنگین کمان واقعی تفاوت دارد.

رنگین کمان‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که نور خورشید از محیطی با یک چگالی خاص به محیطی دیگر با چگالی متفاوت که معمولا از هوا به آب است، عبور می‌کند. این امر باعث خم شدن مسیر نور یا «انکسار» می‌شود و طول موج‌های مختلف به درجات مختلف دچار شکست می‌شوند. بنابراین، نور سفید خورشید به رنگ‌های ثابت خود تقسیم می‌شود و قوس منظم و رنگارنگ آشنای رنگین کمان را ایجاد می‌کنند.

از طرف دیگر، اثر شکوه زمانی اتفاق می‌افتد که نور از یک شکاف باریک عبور کند. به عنوان مثال، در زمین، این شکاف می‌تواند فضای بین قطرات آب در ابرها باشد. این باعث شکل متفاوتی از انکسار می‌شود که به آن «پراش» می‌گویند که زمانی اتفاق می‌افتد که نور از یک مانع یا از یک روزنه عبور کند.

امواج نور تقسیم می‌شوند و سپس دوباره به هم می‌پیوندند که باعث ایجاد نوارهای تیره و روشن به ترتیب و حلقه‌های رنگی متحدالمرکز می‌شود.

وجود این پدیده در جو مشتری‌های بسیار داغ نشان دهنده وجود ابرهایی است که از قطرات آب کاملا کروی شکلی تشکیل شده‌اند که حداقل سه سال دوام آورده‌اند یا ابرهایی که دائما در حال پر شدن هستند.

اگر ابرها پایدار باشند، نشان دهنده این است که دمای اتمسفر WASP-۷۶b، در عین ترسناک بودن در طول زمان پایدار است.

 نتایج همچنین نشان می‌دهد که کارشناسان سیارات فراخورشیدی می‌توانند جهان‌های دوردست را برای پدیده‌های نوری مشابه، از جمله بازتاب نور ستاره‌ها از دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها بررسی کنند. این چیزی است که می‌تواند در جستجوی مداوم بشر برای حیات فراتر از منظومه شمسی مهم باشد.

تحقیقات این تیم در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.