5 دقیقه
داده‌های جدید جیمز وب جستجو برای اتمسفر TRAPPIST-1e را محدود میکند
سیارهٔ فراخورشیدی هم‌اندازهٔ زمین TRAPPIST-1e که در فاصلهٔ حدود 40 سال نوری قرار دارد، با مشاهداتی از تلسکوپ جیمز وب ناسا (JWST) اولین سرنخ‌های دقیق خود دربارهٔ احتمال وجود جو را ارائه کرده است. این سیاره در کمربند قابل سکونت کوتولهٔ سرخ TRAPPIST-1 گردش میکند، جایی که دماهای سطحی از نظر تئوریک می‌توانند آب مایع را ممکن سازند — اما تنها در صورتی که جوئی قادر به تعدیل دما باقی مانده باشد.
سیارهٔ فراخورشیدی هم‌اندازهٔ زمین TRAPPIST-1e، که در پایین و سمت راست تصویر قرار دارد، هنگام عبورش از مقابل ستارهٔ فعال میزبان به‌صورت سیلوئت نمایش داده شده است در این تصویر مفهومی از سامانهٔ TRAPPIST-1. اعتبار تصویر: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
نحوهٔ انجام مشاهدات و اهمیت آنها
پژوهشگران از طیفسنج فروسرخ نزدیک JWST (NIRSpec) برای رصد چهار گذر TRAPPIST-1e استفاده کردند و طیفهای با دقت بالا را هنگام عبور سیاره از مقابل ستاره جمع‌آوری کردند. در طی طیفسنجی عبوری، نور ستاره از هر لایهٔ اتمسفری عبور کرده و ویژگیهای جذبی وابسته به طول موج ایجاد میکند؛ تکرار گذرها سیگنال را تقویت کرده و به شناسایی نشانه‌های مولکولی مانند بخار آب، دی‌اکسید کربن یا هیدروژن کمک میکند.
نتایج که در 8 سپتامبر 2025 در Astrophysical Journal Letters منتشر شد — از سوی یک تیم بینالمللی که شامل دانشمندانی از دانشگاه بریستول، MIT و موسسهٔ علوم تلسکوپ فضایی است — چند سناریو را رد میکند و در عین حال برخی گزینه‌ها را باز می‌گذارد. دادهها به‌طور قوی وجود پوشش اولیهٔ غنی از هیدروژن را منتفی میدانند، اما هنوز شواهد قاطعی برای تشخیص یک اتمسفر ثانویهٔ چگال ارائه نکرده‌اند.
یافته‌های کلیدی: عدم وجود هیدروژن اولیه و نشانه‌هایی از اتمسفر ثانویه
وجود اتمسفر اولیه منتفی شد
تحلیل‌ها نشان میدهد TRAPPIST-1e دیگر پوشش سبک هیدروژن-هلیومی اولیه‌ای را که ممکن است با آن شکل گرفته باشد نگه نداشته است. فعالیت ستارهای کوتولهٔ سرخ میزبان — از جمله فوران‌های مکرر و تابش پرانرژی — انتظار می‌رود که گازهای سبک را در اوایل تاریخ سیاره بزداید. همان‌طور که همکار نویسنده دکتر دیوید گرانت اشاره میکند، مشاهدات وجود یک جو اولیهٔ ضخیم و غنی از هیدروژن برای سیارهٔ e را بیش از پیش رد می‌کنند.
اتمسفر ثانویهٔ ممکن و پیامدهای اثر گلخانهای
این نبودن جو اولیه امکان وجود یک اتمسفر ثانویهٔ سنگین‌تر متشکل از مولکولهایی مانند دی‌اکسید کربن، بخار آب یا نیتروژن را باز می‌گذارد. کارهای مدل‌سازی به سرپرستی دکتر آنا گلیدن نشان میدهد جوی غنی از CO2 شبیه ونوس نامحتمل است، اما مقادیر متوسط CO2 میتواند اثر گلخانهای کافی برای ایجاد شرایط مناسب آب مایع در برخی سناریوها فراهم کند. در دنیایی که در قفل جزر و مدی است مانند TRAPPIST-1e — با روزواره و شبوارهٔ دائمی — گرم شدن معتدل گلخانهای میتواند از وجود اقیانوس جهانی یا نواحی محدود ذوب احاطه‌شده توسط یخ پشتیبانی کند.
دکتر هانا ویکفورد، که در طراحی برنامهٔ رصدی JWST نقش داشته است، تأکید میکند که داده‌های فروسرخ جدید دقت اندازه‌گیری‌های قبلی هابل را بهبود داده و جزئیاتی بی‌سابقه دربارهٔ احتمالات اتمسفری سیاره فراهم می‌آورد، در حالی که یادآور می‌شود تا رسیدن داده‌های بیشتر برخی سناریوها قابل تفکیک نیستند.
گامهای بعدی: گذرهای بیشتر و مطالعهٔ تطبیقی سیارات
گامهای بعدی برنامه‌ریزی‌شده شامل مشاهدات اضافی JWST از TRAPPIST-1e و طیفسنجی مقایسه‌ای سیارات همسایه در همان سامانه، بهویژه دنیای درونی داغ‌تر TRAPPIST-1b است. مقایسهٔ طیف‌ها در چند سیاره به جداسازی سیگنالهای فعالیت ستارهای از ویژگیهای واقعی اتمسفری کمک کرده و به محدودکردن چگونگی تکامل اتمسفرها تحت تابش شدید کوتوله‌های سرخ یاری می‌رساند.
پژوهشگر اصلی دکتر نِستور اسپینوزا اظهار می‌دارد که حساسیت فروسرخ وب جزئیاتی را آشکار میکند که پیش‌تر برای سیارات هم‌اندازهٔ زمین در دسترس نبوده‌اند و چهار گذر اولیه تنها آغاز یک کارزار بزرگ‌تر است.
دیدگاه کارشناسی
دکتر النا مارتینز، اخترفیزیکدانی متخصص در اتمسفرهای فراسیاره‌ای، می‌افزاید: "حذف وجود جو غنی از هیدروژن یک گام مهم در هدف‌گیری است. آنچه باقی می‌ماند مجموعه‌ای از اتمسفرهای ثانویهٔ محتمل است که می‌توانند آب مایع را ممکن سازند، اما تأیید هرکدام از آنها نیازمند گذرهای بیشتر و پردازش دقیق آلودگی‌های ناشی از فعالیت ستارهای است. JWST دامنهٔ طیفی لازم را در سال‌های آینده در اختیار ما قرار میدهد."
نتیجه‌گیری
مشاهدات JWST فهم ما از TRAPPIST-1e را با رد پوشش اولیهٔ هیدروژنی و آشکارسازی نشانه‌های احتمالی سازگار با یک اتمسفر ثانویهٔ سنگین‌تر جلو برده است. هرچند دادهها هنوز وجود قطعی جو یا اقیانوس‌های سطحی را تأیید نمیکنند، اما سناریوهای ممکن را به‌طور قابل‌توجهی محدود کرده و اولویت‌بندی برای رصدهای بعدی را مشخص می‌کنند. ادامهٔ طیفسنجی عبوری با JWST و مطالعات تطبیقی سایر سیارات TRAPPIST-1 برای تعیین اینکه آیا این دنیای هم‌اندازهٔ زمین نزدیک میتواند شرایط مناسب برای آب مایع و در نهایت زیست‌پذیری را نگه دارد، حیاتی خواهد بود.
منبع: scitechdaily
نظرات