کشف یک سیاره که بوی تخم‌مرغ فاسد می‌دهد

ستاره‌شناسان با استفاده از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» یکی از نزدیک‌ترین سیارات را به زمین مشاهده کرده‌اند که بویی شبیه به بوی تخم‌مرغ فاسد منتشر می‌کند.

به نقل از اسپیس، این سیاره که از گروه سیارات موسوم به «مشتری داغ» است، در حال حاضر به دلیل باران‌های مرگبار شیشه، دمای شدید و بادهایی با سرعت ۸۰۴۶ کیلومتر در ساعت، بدنام است، اما این کشف جدید باعث می‌شود که خشن‌تر به نظر برسد.

مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب از کشف مولکول سولفید هیدروژن خبر داده‌اند که بوی بد تخم‌مرغ فاسد را در جو این سیاره فراخورشیدی منتشر می‌کند.

این کشف جدید می‌تواند به دانشمندان بگوید چگونه اتمسفر سیارات گازی غول‌پیکر می‌تواند تحت تأثیر حضور گوگرد قرار بگیرد که به عنوان یک عنصر مهم در شکل‌گیری سیارات در نظر گرفته می‌شود.

نام این سیاره فراخورشیدی «HD ۱۸۹۷۳۳ b» است که حدود ۱.۱۳ برابر اندازه و جرم مشتری را دارد. این سیاره که در سال ۲۰۰۵ کشف شد، در فاصله ۶۵ سال نوری از زمین در صورت فلکی «روباهک»(Vulpecula) قرار گرفته است.

سیارک HD ۱۸۹۷۳۳ b در فاصله ۴.۸ میلیون کیلومتری یا حدود سه درصد از فاصله زمین و خورشید به دور ستاره خود می‌چرخد. فضای داغ و ابرهای شیشه‌ای این سیاره، یک ظاهر فریبنده و تقریبا آرام را به شکل مرمر آبی و سفید به آن بخشیده است.

 «گوآنگوی فو»(Guangwei Fu) اخترفیزیک‌دان «دانشگاه جانز هاپکینز»(JHU) گفت: سولفید هیدروژن یک مولکول مهم است که ما نمی‌دانستیم در این سیاره وجود دارد. ما پیش‌بینی کرده بودیم و می‌دانیم که سولفید هیدروژن در سیاره مشتری وجود دارد اما آن را در بیرون از منظومه شمسی شناسایی نکرده بودیم. ما به دنبال حیات در این سیاره نیستیم زیرا هوای آن خیلی گرم است اما یافتن سولفید هیدروژن یک پله برای یافتن این مولکول در سیارات دیگر و به دست آوردن درک بیشتر درباره نحوه شکل‌گیری انواع گوناگون سیارات است.

فو و همکارانش نه تنها توانستند سولفید هیدروژن را در اتمسفر HD ۱۸۹۷۳۳ b شناسایی کنند، بلکه محتوای گوگرد کلی سیاره را نیز اندازه‌گیری کردند. علاوه بر این، آنها توانستند منابع اکسیژن و کربن را در این سیاره فراخورشیدی تعیین کنند و آب، دی‌اکسید کربن و مونوکسید کربن را نیز در آن بیابند.

فو ادامه داد: گوگرد یک عنصر حیاتی برای ساخت مولکول‌های پیچیده‌تر است و دانشمندان باید آن را بیشتر بررسی کنند تا به طور کامل بفهمند سیارات چگونه و از چه چیزی ساخته شده‌اند. فرض کنید ۱۰۰ مشتری داغ دیگر را مطالعه کنیم و همه آنها دارای گوگرد باشند. شاید این کار نشان دهد که آنها چگونه به دنیا آمدند و چگونه در مقایسه با مشتری خودمان شکل گرفتند.

یک سیاره فلزی‌تر از مشتری

با وجود طبیعت فرار و بدبوی این سیاره جدید، ستاره آن موسوم به «HD ۱۸۹۷۳۳» آن را نزدیک خود نگه می‌دارد. این نزدیکی، HD ۱۸۹۷۳۳ b را به یک مشتری داغ تبدیل می‌کند. سیاره HD ۱۸۹۷۳۳ b در واقع نزدیک‌ترین مشتری داغ به زمین است که می‌دانیم از مقابل ستاره‌ خود عبور می‌کند.

نزدیکی به ستاره‌ نه تنها به این معناست که HD ۱۸۹۷۳۳ b تنها در ۲.۲ روز زمینی یک مدار را کامل می‌کند، بلکه به این معناست که دمای یک سیاره‌ به اندازه مشتری به حدود ۹۲۷ درجه سلسیوس می‌رسد. این مقدار آن قدر بالاست که می‌تواند سرب را ذوب کند.

سیاره HD ۱۸۹۷۳۳ b از نظر جزر و مدی به ستاره خود قفل شده است. این بدان معناست که یک طرف سیاره -سمت روز- به طور دائم با ستاره روبه‌رو می‌شود و تحت بمباران تشعشعات قرار می‌گیرد. این در حالی است که طرف دیگر -سمت شب- همیشه رو به فضا قرار دارد. گرمای روز سیاره برای تبخیر شیشه کافی است و بادهای آن با سرعت ۸۰۴۶ کیلومتر در ساعت حرکت می‌کنند و بخار شیشه‌ را به سمت طرف شب می‌برند که خنک‌تر است. بخار در آنجا متراکم می‌شود و باران‌های شیشه‌ را تشکیل می‌دهد.

پژوهشگران دریافتند که این سیاره بدبو و ترسناک فاقد متان است. آنها قبلا به وجود این مولکول در اتمسفر سیاره مشکوک بودند اما بررسی با تلسکوپ فضایی جیمز وب این فرضیه را رد کرد. فو گفت: ما فکر می‌کردیم این سیاره داغ‌تر از آن است که غلظت متان بالایی داشته باشد اما اکنون می‌دانیم که این طور نیست.

برای ستاره‌شناسان، فلز به معنای هر عنصری است که سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم باشد. یکی از نکات مورد علاقه این گروه پژوهشی، سطح فلزات در سیارات است که می‌تواند به آنها کمک کند تا بفهمند میزان فلزی بودن یک سیاره چگونه با جرم آن ارتباط دارد.

در منظومه شمسی، غول‌های یخی نپتون و اورانوس از نظر داشتن فلزات غنی‌تر از غول‌های گازی مشتری و زحل هستند. این نشان می‌دهد که غول‌های یخی در طول شکل‌گیری خود، یخ، سنگ و عناصر سنگین بیشتری را جمع‌آوری کرده‌اند. فو و گروهش در حال بررسی این پرسش هستند که آیا رابطه بین جرم و فلز برای سیارات خارج از منظومه شمسی نیز صدق می‌کند یا خیر.

فو گفت: این سیاره در فاصله بسیار نزدیک به زمین واقع شده و به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است. اکنون ما تلاش می‌کنیم تا نشان دهیم که میزان فلز سیاره، یک بخش بسیار مهم پژوهش درباره چگونگی تغییر یافتن ترکیب یک سیاره و جرم و شعاع آن است. این یافته‌ها درک ما را درباره نحوه تشکیل شدن سیارات از طریق ایجاد مواد جامد بیشتر پس از تشکیل هسته اولیه و تقویت شدن با فلزات سنگین افزایش می‌دهد.

این گروه پژوهشی اکنون می‌خواهند گوگرد را هنگام حرکت در جو سایر سیارات فراخورشیدی ردیابی کنند. این کار به آنها کمک خواهد کرد تا تعیین کنند که غلظت این عنصر چگونه با فاصله گرفتن از ستاره والد تغییر می‌یابد.

فو گفت: ما می‌خواهیم بدانیم که این نوع سیارات چگونه به این مرحله رسیده‌اند و درک ترکیب جوی آنها به ما کمک می‌کند تا به این پرسش پاسخ دهیم.

این پژوهش در مجله «Nature» به چاپ رسید.