News - تلسکوپ جیمز وب توانست دمای سیاره فراخورشیدی را اندازه گیری کند

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) قبلاً به دلیل ارائه اطلاعاتی که قبلاً به دست آوردن آنها غیرممکن بود، مورد استقبال قرار گرفت. ساینس نیوز می نویسد و اکنون توانسته دمای یک سیاره فراخورشیدی را تعیین کند. ستاره شناسان JWST را اوج تلسکوپ های فضایی می دانند. این بزرگترین و قدرتمندترین تلسکوپ است که تاکنون به فضا پرتاب شده است و جانشین تلسکوپ فضایی هابل است. بسیاری بر این باورند که با JWST ما قادر خواهیم بود مناطق دورتر از جهان را مشاهده کنیم. این شامل چندین دوربین و طیف سنج است که قادر به تشخیص اشعه مادون قرمز است. اینها شامل طیف نگار مادون قرمز نزدیک (NIRSpec)، ابزار مادون قرمز میانی (MIRI) و دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam) است. دانشمندان امیدوارند اطلاعاتی به دست آورند که به آنها کمک کند تا دریابند که کیهان اولیه چگونه بوده، کهکشان ها چگونه شکل گرفته و تکامل یافته اند و چگونه ستاره ها در داخل سحابی های گاز و غبار متولد شده اند. در عین حال، یکی دیگر از ماموریت های مهم JWST مطالعه جو سیارات فراخورشیدی و کشف اینکه آیا سیارات مشاهده شده حاوی مواد لازم برای پیدایش حیات هستند یا خیر. در 27 مارس، JWST توانست دمای روز سیاره فراخورشیدی سنگی TRAPPIST-1 b را اندازه گیری کند. در تئوری، می‌توانیم دمای اجرام آسمانی را با استفاده از قانون استفان بولتزمن اندازه‌گیری کنیم، که دمای یک جسم را به شار آن مرتبط می‌کند - اندازه‌گیری مقدار نوری که ساطع می‌کند. بنابراین، برای محاسبه نظری دمای یک سیاره، تعیین شار ستاره میزبان آن ضروری است - که می تواند اندازه گیری شود، فاصله بین سیاره و ستاره، و "آلبدو" سیاره. آلبیدو کمیتی است که کسری از نور ستاره ای که از یک سیاره منعکس می شود را در نظر می گیرد. سیاره ای با آلبدوی 1-واحد- به طور کامل تمام نوری را که به آن می تابید منعکس می کند، در حالی که سیاره ای با آلبدوی 0 تمام تشعشعات تابیده شده بر روی خود را جذب می کند. سپس اخترشناسان دمای سیاره را با استفاده از قدر آلبدوی سیاره و شار کل ستاره میزبان تعیین می کنند. این روش برای محاسبه دمای سیاره ساده و نسبتاً خام است. JWST چندین دوربین و طیف سنج را در خود جای داده است. با استفاده از ابزار MIRI که از یک دوربین و یک طیف نگار تشکیل شده است، دمای سمت روز سیاره TRAPPIST-1 b اندازه گیری شد. مشاهدات فتومتریک TRAPPIST-1 b توسط MIRI درست در زمان شروع ماه گرفتگی ثانویه آن انجام شد. خسوف ثانویه زمانی است که یک سیاره فراخورشیدی شروع به عقب افتادن از ستاره میزبان خود می کند، همانطور که توسط یک "ناظر" مانند JWST مشاهده می شود. مشاهدات دومی با استفاده از فیلتر F1500W تلسکوپ MIRI انجام شد. این فیلتر تشخیص تشعشعات مادون قرمز با طول موج خاص را امکان پذیر می کند، مشابه آنچه دانشمندان انتظار دارند از سیارات فراخورشیدی ببینند زیرا TRAPPIST-1 b یک سیاره است و بنابراین نوری از خود ساطع نمی کند. با این حال، هنگامی که در محدوده مادون قرمز مشاهده می شود، نور ساطع می کند. بنابراین، MIRI ابزاری ایده آل برای رصد سیارات فراخورشیدی است. با تشخیص آن در محدوده مادون قرمز، می توانیم شار یا روشنایی آن را تعیین کنیم. MIRI با استفاده از فیلتر F1500W، TRAPPIST-1 b را طی پنج دوره مشاهده ثانویه مختلف مشاهده کرد. داده های رصدی شامل اندازه گیری روشنایی سیاره تحت تابش مادون قرمز است. سپس دانشمندان با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری آنها را کاهش داده و بهینه می کنند و "منحنی نور" سیاره فراخورشیدی را بدست می آورند. مدل‌های کامپیوتری نشان می‌دهند که اگر TRAPPIST-1 b جو گرمایی توزیع شده مناسبی نداشت، دمای آن کمی بیش از 500 کلوین بود. اما اگر TRAPPIST-1 b جوی با توزیع گرما یکنواخت داشت، دمای روز آن نزدیک به 400 کلوین بود. مقایسه این مدل ها نشان می دهد که TRAPPIST-1 b به احتمال زیاد یک سیاره سنگی و بدون جو است. اگر اتمسفر داشت، گرما به طور مساوی روی آن پخش می شد و دمای روز را کاهش می داد. این دستاورد JWST تنها آغاز راه است. توانایی آن در تشخیص خورشیدگرفتگی ثانویه به خودی خود یک دستاورد بزرگ است. با اندازه‌گیری دمای یک سیاره، می‌توانیم تعیین کنیم که آیا آن اتمسفر دارد یا خیر، که گام مهمی در تعیین وجود حیات در این سیاره است. با افزایش مشاهدات مشابه از سیارات دیگر، در مورد احتمالات زندگی در سیارات دیگر بیشتر خواهیم آموخت. درک منشا حیات نیز یکی از چالش های JWST است. دانشمندان امیدوارند که این مشاهدات نسل بعدی بتواند اطلاعات بیشتری در مورد خواص جو سایر سیارات فراخورشیدی در کیهان ارائه دهد.