مطالعه سیارات فراخورشیدی و ویژگی‌های آنها یکی از موضوعات جذاب و هیجان‌انگیز در فضا و نجوم محسوب می‌شود.
سیاره‌ای گازی با اکسید تیتانیوم
ستاره‌شناسان رصدخانه جنوب اروپا موفق شدند برای نخستین بار نشانه‌هایی از وجود تیتانیوم اکسید را در اتمسفر یک سیاره از نوع مشتری‌های داغ کشف کنند.
مشتری‌های داغ به سیاره‌هایی اتلاق می‌شود که از جنس گاز هستند اما فاصله آنها با ستاره میزبان به اندازه‌‌ای کم است که دمای بسیار بیشتری را نسبت به سیاره مشتری در منظومه شمسی تجربه می‌کنند. پژوهشگران رصدخانه جنوب اروپا با استفاده از تلسکوپ عظیم VLT به رصد یکی از این سیارات موسوم به WASP-۱۹b که در فاصله ۸۱۵ سال نوری از زمین واقع شده است پرداختند. نکته جالب توجه در رابطه با این سیاره فراخورشیدی وجود تیتانیوم اکسید در اتمسفر آن است که برای نخستین بار است چنین ترکیبی در اتمسفر یک سیاره گازی مشاهده می‌شود.
سیاره WASP-۱۹b مانند بسیاری از مشتری‌های داغ مداری بسیار کوتاه دارد و هر ۱۹ ساعت یک بار به دور ستاره خود می‌چرخد و دمای اتمسفر آن در حدود ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد است که بیش از چهار برابر دمای زهره است. در این دما علاوه بر سرب، سیلیکات و پلوتونیوم نیز ذوب می‌شوند. تیم ستاره‌شناسان رصدخانه جنوب اروپا با رصد ابرهای موجود در اتمسفر این سیاره موفق به کشف ترکیبات شیمیایی مختلفی در این سیاره فراخورشیدی از جمله تیتانیوم اکسید، آب و عنصر سدیم شدند.
«الیار صادقی» محقق ارشد این تحقیق که حدود دو سال است در حال بررسی و مطالعه است در کنفرانس خبری این تحقیق گفت: «کشف چنین ترکیبی به هیچ عنوان اتفاق ساده‌ای نیست و علاوه بر نیاز به داده‌های قطعی و دقیق نیاز به آنالیزهای جامع و همه‌جانبه نیز وجود دارد. ما با استفاده از الگوریتم‌هایی که به بررسی وضعیت شیمیایی، دمایی و جوی این سیارات می‌پردازند موفق شدیم وجود این ترکیبات را در اتمسفر WASP-۱۹b تشخیص دهیم.»
تیتانیوم اکسید ترکیب کمیابی در فضا محسوب می‌شود که بیشتر در اتمسفر ستاره‌های سرد دیده می‌شود. این ترکیب به عنوان جذب‌کننده حرارت عمل می‌کند و به همین دلیل می‌توان دمای بالای این سیاره را با وجود چنین ترکیبی در اتمسفر آن توجیه کرد.
مقادیر بالای این ترکیب در اتمسفر ستارگان سبب جلوگیری از خروج گرما و عملاً ایجاد پدیده وارونگی می‌شود. این کشف می‌تواند به ایجاد یک دسته‌بندی جدید برای اتمسفر سیارات منجر شود و راه را برای شناسایی سیارات فراخورشیدی دارای حیات هموارتر کند. این پژوهش به سرپرستی «الیار صداقتی»، پژوهشگر ایرانی فارغ‌التحصیل از دانشگاه فنی برلین و یکی از اعضای رصدخانه جنوب اروپا انجام شده و نتایج آن در نشریه علمی Nature منتشر شده است.
سیاره‌ای که نور می‌خورد
سیاراتی مشابه زمین می‌توانند به الماس یا چندین سیاره سنگی که در مدارهای نزدیک به هم در حال چرخش هستند یا سیاره‌های گازی مشابه مشتری که بعضی ویژگی‌های آنها در هیچ سیاره‌ای در منظومه شمسی مشاهده نمی‌شود، تبدیل شوند. یکی از این سیارات که به تازگی توسط تلسکوپ فضایی هابل رصد شده است، WASP-۱۲b نام دارد که در فاصله ۱۴۰۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی ارابه ران (Auriga) قرار دارد. این سیاره گازی داغ به خاطر گازهایی که در اتمسفر خود دارد نور تابیده شده از سوی ستاره میزبان خود را جذب می‌کند و هیچ نوری را نمی‌تاباند و هنگام رصد توسط تلسکوپ هابل بسیار تیره دیده می‌شود.
در تحقیق مربوط به این رصد که توسط «تیلور بل» (Taylor Bell) پژوهشگر مؤسسه تحقیقاتی سیارات فراخورشیدی در دانشگاه «مک‌گیل» ( McGill) انجام شده است، تیم تحقیقاتی موفق شد با استفاده از دوربین طیف‌نگار تلسکوپ هابل این سیاره را کشف کند.
جرم این سیاره همانند دیگر سیاره‌های مشابه مشتری در حدود ۱٫۳۵ تا ۱٫۴۳ برابر جرم مشتری است و در فاصله بسیار کمی از ستاره خود در حال گردش است.
فاصله این سیاره از ستاره خودش در حدود ۳٫۴ میلیون کیلومتر است و یک گردش کامل آن به دور ستاره‌اش کمی بیشتر از ۲۴ ساعت طول می‌کشد. این سیاره به خاطر فاصله بسیار کم و جاذبه بالای ستاره میزبان خود نمی‌تواند به دور خود بچرخد و به همین دلیل یک طرف آن همواره به سمت ستاره‌اش و سمت دیگر آن همواره تاریک است.
دمای قسمت روشن این سیاره به ۲۵۳۸ درجه سانتیگراد می‌رسد و به خاطر نابودی بسیاری از مولکول‌ها در این دما هیچ ابری در قسمت روشن این سیاره تشکیل نمی‌شود و نوری را به فضا برنمی‌گرداند. به دلیل عدم تشکیل ابر در این سیاره تقریباً تمامی نور تابیده‌شده به آن به قلب اتمسفر آن می‌رود و اتم‌های هیدروژن آن را جذب کرده و به صورت انرژی گرمایی حفظ می‌کنند و هیچ نوری از آن بازتابیده نمی‌شود.
بل و گروهش در زمان عبور این سیاره از جلوی ستاره میزبانش توانستند آن را رصد کنند و متوجه شدند هیچ نوری از این سیاره بازتابیده نمی‌شود و این موضوع توجه آنها را به خود جلب کرد.
بخش تاریک این سیاره حدود ۱۱۰۰ درجه از بخش روشن خنکتر است و سبب می‌شود ابرها در این ناحیه شکل بگیرند. طبق گفته‌های پژوهشگران به سیارات گازی در ابعاد مشتری که دمای آنها بین ۱۲۰۰ تا ۲۵۵۰ درجه سانتیگراد است، مشتری‌های داغ گفته می‌شود.
در پژوهش‌های پیشین محققان نتیجه گرفته بودند که اختلاف دمای بین قسمت تاریک و روشن این سیارات در قسمت‌های روشن و گرم‌تر افزایش می‌یابد و میزان دریافت گرمای این بخش‌ها سرعت بیشتری نسبت به خنک شدن آنها در زمان شب دارد.
نتایج این تحقیق در نشریه علمی Astrophysical منتشر شده است.
سیارات شبیه زمین
ستاره‌شناسان دانشگاه‌های هاروارد، آستین، کلتک و مؤسسه فناوری ماساچوست (ام.آی.تی) به همراه مؤسسه علمی سیارات فراخورشیدی در ناسا با استفاده از داده‌های تلسکوپ کپلر موفق به کشف سه سیاره مشابه زمین در فاصله ۱۰۰ سال نوری از زمین شدند. این سیارات در اطراف ستاره کوتوله‌ای به نام «گلیس ۹۸۲۷» (Gliese ۹۸۲۷) کشف شدهاند که حدود ۱۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. این کشف با استفاده از تکنیک جابجایی گرفته شده است که در آن یک سیاره هنگام عبور از مقابل ستاره میزبان خود سبب ایجاد یک لکه در آن شده و به این ترتیب وجود آن تأیید می‌شود.
سه سیاره‌ای که در این تحقیق شناسایی شدهاند در فاصله‌های نزدیک‌تری به ستاره میزبان خود نسبت به فاصله زمین تا خورشید واقع شدهاند. این سیارات که با پسوند «بی»، «سی» و «دی» در انتهای نام ستاره خود شناخته می‌شوند به ترتیب در فاصله‌های ۲ میلیون و ۹۹۱ هزار کیلومتر، ۵ میلیون و ۹۸۴ هزار کیلومتر و ۸ میلیون و ۹۷۶ هزار کیلومتر از ستاره میزبان خود یعنی گلیس ۹۸۲۷ قرار دارند. دورترین آنها در حدود هر ۶٫۲ شبانه‌روز یک بار به دور ستاره خود می‌گردد.
با توجه به ویژگی‌ها و ابعاد این سیارات محققان هنوز مطمئن نیستند که آنها را باید در زمره سیارت سنگی قرار دهند یا سیارات گازی، اما آنچه که با اطمینان می‌توان گفت این است که به دلیل دمای بالا این سیارات امکان میزبانی از هیچ صورتی از حیات را ندارند.
این تحقیق به سرپرستی دکتر «جوزف رودریگز» (Joseph Rodriguez) از مرکز مطالعات اخترفیزیک دانشگاه هاروارد انجام شده است.
منبع: روزنامه اطلاعات