راز ابرهای سنگی بازتابنده در سیاره گدازه ای TOI-561 b

دنیایی را تصور کنید که آن‌قدر به ستاره‌اش نزدیک است که سطح آن باید اقیانوسی بی‌پایان از سنگ مذاب باشد. اما تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان داده است که TOI-561 b در پوششی تقریبا آینه‌مانند پنهان شده است؛ پوششی که حدود سه‌چهارم نور ستاره‌ای تابیده‌شده بر آن را بازتاب می‌دهد.

در فاصله حدود ۲۸۰ سال نوری از زمین، یک تیم بین‌المللی این سیاره فراخورشیدی را به مدت ۳۷ ساعت زیر نظر گرفت؛ بازه‌ای که نزدیک به چهار مدار کامل آن را پوشش می‌داد. پژوهشگران به سرپرستی پروفسور لیزا دانگ از دانشگاه واترلو و دکتر آنجالی پیت از دانشگاه بیرمنگام، با ردیابی تغییرات بسیار ظریف در روشنایی و تابش گرمایی هنگام گردش سیاره به دور ستاره‌اش، از روش منحنی فاز استفاده کردند تا نیم‌کره روزِ بسیار داغ را با نیم‌کره شبِ تاریک مقایسه کنند. نیم‌کره شب آن‌قدر سرد بود که نمی‌توانست گرمای گم‌شده را در خود پنهان کرده باشد. نتیجه روشن بود: بخش عمده نور ورودی ستاره هرگز به سطح سیاره نمی‌رسد.

چرا یک جهان سنگی کوچک و سوزان باید این‌همه تابش را بازتاب دهد؟ پاسخ اصلی از شبیه‌سازی‌های اقلیمی به دست می‌آید. ابرهای بلند و درخشان از کانی‌های سیلیکاتی، موادی مانند دی‌اکسید سیلیسیم و سیلیکات منیزیم، می‌توانند بالای یک اقیانوس جهانی از ماگما شکل بگیرند و نور ستاره را پیش از آنکه سطح را بسوزاند، پراکنده و بازتاب کنند. می‌توان آن را نوعی ضدآفتاب سیاره‌ای دانست، اما ساخته‌شده از سنگ.

آیا این یعنی TOI-561 b واقعا جو دارد؟ مشاهدات نشان می‌دهد این سیاره پوششی گازی دارد که آن‌قدر ضخیم است که بتواند گرما را در سراسر سیاره پخش کند، نه اینکه اجازه دهد گرما فقط در سمت روز انباشته شود. ترکیب این گاز هنوز مشخص نیست. یک احتمال، نسخه‌ای افراطی از زهره است: لایه‌ای متراکم و سرشار از دی‌اکسید کربن. احتمال دیگر یادآور آیو، قمر مشتری، است؛ جایی که گازهای گوگردی تحت تاثیر گازهای خروجی آتشفشانی غالب‌اند. هیچ‌کدام از این سناریوها نویدبخش شرایط معتدل نیستند؛ هر دو از شیمی بیگانه و بسیار خورنده حکایت دارند.

و درست همین‌جاست که معما آغاز می‌شود. سیاره‌ای با این فاصله کم از ستاره‌اش باید در اثر تابش بی‌وقفه و بادهای ستاره‌ای، گازهای سبک خود را از میلیاردها سال پیش از دست داده باشد. با این حال، به نظر می‌رسد TOI-561 b جوی قابل توجه را حفظ کرده یا دوباره تامین کرده است؛ جوی که به اندازه‌ای مهم است که بودجه انرژی سیاره را تغییر دهد. یک سازوکار محتمل، تامین پیوسته از درون است: فضای داخلی مذاب که گازها را به آسمان می‌فرستد و عملا کل جهان را به یک آتشفشان کند و سیاره‌گستر تبدیل می‌کند. عجیب است، اما ممکن.

گام بعدی، کارآگاهی طیفی است. رصدهای وب در طول موج‌های فروسرخ بلندتر می‌تواند اثر انگشت مولکولی را آشکار کند؛ نشانه‌هایی از CO2، SO2، بخار سیلیکات یا گونه‌های عجیب دیگر، و میان مدل‌های رقیب تمایز بگذارد. اگر فعالیت آتشفشانی عامل اصلی باشد، شاید حتی بتوانیم نشانه‌های شیمیایی گازدهی تازه را نیز شناسایی کنیم.

TOI-561 b فقط انتظارات ما درباره یک مورد عجیب را به چالش نمی‌کشد. این سیاره ما را وادار می‌کند درک خود را از چگونگی بقای جو در خشن‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی سنگی گسترش دهیم. اگر ابرهای معدنی و بازتامین جو از دل ماگما واقعی باشند، تکامل سیاره‌ای ممکن است مسیرهایی بسیار شگفت‌انگیزتر از تصور ما طی کند. طیف‌های بعدی جیمز وب چه داستانی روایت خواهند کرد؟