کشف یک پدیده نادر در جو یک سیاره فراخورشیدی فوقداغ
چند سال پیش، کشف داغ‌ترین سیاره شناخته‌شده در کیهان همه ستاره‌شناسان را شگفت‌زده کرد. حالا یک تحقیق جدید نشان می‌دهد که این سیاره، نه‌تنها داغ‌تر از اکثر ستارگان است، بلکه وجود آهن بخارشده و فلزات نادر زمینی در اتمسفر آن، دمای کل سیاره را به قدری بالا برده که مولکول‌های موجود در جو آن نیز از هم گسیخته می‌شوند. در واقع باید بگوییم که هیچ سیاره فراخورشیدی کشف‌شده‌ای، چنین ویژگی‌ای ندارد.
سیاره KELT-9b که در سال ۲۰۱۶ کشف شد، یک غول گازی با جرمی حدود سه برابر جرم مشتری است که در فاصله ۶۷۰ سال نوری از ما قرار دارد و به صورت قفل گرانشی به دور یک ستاره بزرگ می‌چرخد. البته دانشمندان در سال گذشته متوجه دمای بسیار بالای آن شدند.
به گفته Jonti Horner، ستاره‌شناس از دانشگاه کوئینزلند استرالیا، این سیاره در نیمه روز خود دمایی برابر ۴۳۰۰ درجه سانتی‌گراد دارد که دست‌کم از ۸۰ درصد ستاره‌های شناخته‌شده داغ‌تر است.
این سیاره به‌عنوان یک مشتری فوقداغ دسته‌بندی شده و داغ‌ترین سیاره‌ای است که دانشمندان تا به‌حال کشف کرده‌اند. این سیاره به دور ستاره‌ای که یک ابرغول آبی رنگ به نام HD 195689 است و دمایی حدود ۹۹۰۰ درجه سانتی‌گراد دارد می‌چرخد.
حالا ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی اسپیتزر موفق به کشف پدیده جالبی در اتمسفر این سیاره شده‌اند. دانشمندان متوجه شدند که نیمه روز این سیاره به قدری گرم است که حتی مولکول‌های هیدروژن هم نمی‌توانند در آنجا دوام بیاورند و در نتیجه از هم گسیخته می‌شوند. این مولکول‌ها، در اثر حرارت شدید، به اتم‌های تشکیل‌دهنده خود جدا می‌شوند و تنها در دماهای حدود ۲۳۰۰ درجه سانتی‌گراد نیمه شب سیاره می‌توانند دوباره با هم ترکیب شوند.
به این پدیده، جداشدگی و ترکیب مجدد هیدروژن گفته می‌شود و تفاوت چندانی با نوعی پروسه جوی قبلا کشف‌شده بر روی مشتری‌های فوقداغ ندارد. دانشمندان در سال 2018 کشف کردند که دمای بیش‌ازحد این دسته از سیارات می‌تواند مولکول‌های اکسید تیتانیم و اکسید آلومینوم را هم از بگسلد.
البته باید بگوییم که پدیده جداشدگی و ترکیب مجدد هیدروژن ممکن است بر روی سیارات خنک‌تر هم اتفاق بیفتد. Megan Mansfield، ستاره‌شناس از دانشگاه شیکاگو می‌گوید: مشتری‌های داغ، درجه حرارت‌های بسیار بالایی دارند که آنها را بسیار متفاوت از سایر سیارات فراخورشیدی می‌کند. برخی از مشتری‌های داغ و فوقداغ گرچه به اندازه سیاره KELT-9b داغ نیستند، اما هنوز آن‌چنان گرم هستند که پدیده جداشدگی و ترکیب مجدد هیدروژن نیز می‌تواند در آنها اتفاق بیفتد.
تلسکوپ فضایی اسپیتزر از نوع مادون قرمز بوده و می‌تواند تابش‌های حرارتی را اندازه‌گیری کند. تیم تحقیق از این قابلیت تلسکوپ برای مطالعه دقیق سیاره KELT-9b استفاده کردند و توانستند پروفایل درجه حرارت آن را تهیه نمایند.
این سیاره به قدری به ستاره خود نزدیک است که چرخش آن به دور ستاره فقط ۱.۴۸ روز طول می‌کشد. این فاصله‌های بسیار نزدیک باعث می‌شود که سیاره‌ها دچار قفل گرانشی گردند و همیشه یک طرف آنها به سمت ستاره قرار داشته باشد و طرف دیگر همیشه شب باشد.
با این‌حال، اتمسفر سیاره‌ها همچنان می‌تواند به اطراف حرکت کند. به نظر دانشمندان احتمالا به همین خاطر است که نیمه شب KELT-9b به اندازه‌ای که باید، خنک نیست. البته توضیحات دیگری هم می‌تواند برای این موضوع وجود دارد؛ Mansfield می‌گوید که: اگر فرضیه پدیده جداشدگی هیدروژن را بر روی سیاره KELT-9b در نظر نگیریم، در این صورت، بادهای فوق‌العاده شدیدی به سرعت ۶۰ کیلومتر در ثانیه بر روی سیاره خواهد وزید که به نظر ما احتمال آن بسیار کم است.
به‌علاوه، پدیده جداشدگی و ترکیب مجدد هیدروژن می‌تواند مشاهدات صورت‌گرفته در سایر مشتری‌های فوقداغ را هم توضیح دهد. برای مثال، این پدیده احتمالا یون‌های منفی هیدروژنی را تولید می‌کند که دانشمندان فکر می‌کنند علت اصلی کدر بودن این نوع سیارات هستند.
این‌ها نتایج جالبی هستند، اما دوری بیش از حد ما از سیاره فراخورشیدی KELT-9b باعث شده که ما نتوانیم همه رازهای آن را کشف کنیم. سیاره‌هایی که دچار قفل گرانشی هستند، یک نقطه بسیار داغ دارند که در مورد KELT-9b احتمالا باید همان نقطه نقطهٔ زیرخورشیدی (substellar point) باشد. اما مشاهدات نشان می‌دهند که این نقطه بر روی KELT-9b تغییر کرده است.
گرچه به نظر می‌رسد این تغییر نقطه در سایر مشتری‌های داغ، به خاطر جریان جت‌های اتمسفری چرخشی، که گرما را به‌طور نامتقارن منتقل می‌کنند، اتفاق می‌افتد؛ اما علت دقیق آن بر روی KELT-9b هنوز مشخص نیست.
یافته‌های این تحقیق در مجله The Astrophysical Journal Letters چاپ شده‌اند.
نوشته کشف یک پدیده نادر در جو یک سیاره فراخورشیدی فوقداغ اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.
