تلسکوپ جیمز وب گذشته‌ی زمین را در سیارات فراخورشیدی جست‌وجو می‌کند
تلسکوپ فضایی جیمز وب برای نگاه به گذشته‌ی سیاره‌ی ما، زمین، قصد دارد سیاره‌های فراخورشیدی سنگی عجیب و تازه‌ای را با جزئیات بی‌سابقه بررسی کند.
کنسرسیوم علمی این تلسکوپ برنامه‌ی بلندپروازانه‌ای برای مطالعه‌ی ساختارهای زمین‌شناختی در سیارات فراخورشیدی کوچک از فاصله‌ی ۵۰ سال نوری دورتر دارد. این کار برای رصدخانه‌ی جدید که تا چند هفته‌ی دیگر راه‌اندازی می‌شود، زمینه‌ی علمی بزرگی خواهد بود.
با فناوری کنونی تلسکوپ‌ها، رصد سیاره‌های فراخورشیدی سنگی به دلیل درخشندگی نسبی کم‌تر در کنار ستاره‌ی میزبان و اندازه‌ی کوچک‌تر آن‌ها دشوارتر از غول‌های گازی است اما آینه‌ی قدرتمند جیمز وب و موقعیت مکانی ویژه‌ی آن در اعماق فضا این امکان را فراهم می‌کند تا دو سیاره‌ی کمی بزرگ‌تر از زمین را که به عنوان «اَبَرزمین» شناخته می‌شوند، بررسی کند.
هیچ یک از این سیاره‌ها آن‌طور که ما می‌شناسیم قابل سکونت نیستند اما در عین حال، بررسی آن‌ها می‌تواند پایه‌ای برای مطالعات ژرف آینده پیرامون سیاراتی مشابه زمین باشد. دو سیاره‌ای که مسئولان وب به آن‌ها اشاره کردند شامل «کنسری ای ۵۵» (۵۵ Cancri e) بسیار داغ و پوشیده از گدازه و «ال‌اچ‌اس ۳۸۴۴ بی» (LHS 3844 b) که فاقد جو قابل توجه است، می‌شوند.
۵۵ Cancri e در فاصله‌ی ۲.۴ میلیون کیلومتری از ما، تقریبا فاصله‌ای در چهار درصد فاصله‌ی نسبی میان عطارد و خورشید، و در زمان تنها ۱۸ ساعت به دور ستاره‌ی مادرش می‌چرخد. چنین فاصله‌ای باعث شده تا دمای سطح آن بالاتر از نقطه‌ی ذوب اکثر انواع سنگ‌ها باشد.
دانشمندان همچنین احتمال می‌دهند که سیاره به ستاره قفل گرانشی شده و یک طرف آن همیشه رو به ستاره‌ی سوزان مرکزی باشد، اگرچه مشاهدات تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا نشان می‌دهد که داغ‌ترین منطقه ممکن است کمی تغییر کند.
به گفته‌ی دانشمندان تغییر گرمایی می‌تواند به دلیل جو غلیظی باشد که گرما را در اطراف سیاره جابجا می‌کند، یا به این دلیل که شب‌ها بارش گدازه از آسمان، گرمای جو را انتقال می‌دهد. گدازه‌ی شبانه همچنین وجود یک چرخه‌ی روز-شب را نشان می‌دهد، که ممکن است ناشی از تشدید مداری ۳:۲ یا سه چرخش در هر دو مدار باشد که ما روی عطارد در منظومه‌ی شمسی خود می‌بینیم.
دو تیم علمی، این فرضیه ها را آزمایش خواهند کرد: «رنیو هو» (Renyu Hu) از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا سرپرست تیمی است که انتشار گرمایی سیاره را برای شناسایی نشانه‌های جوی بررسی خواهد کرد و تیم دوم هم به سرپرستی «الکسیس براندکر» (Alexis Brandeker) دانشیار دانشگاه استکهلم، انتشار گرما را از سمت روشن ۵۵ Cancri e مطالعه می‌کند.
سیاره‌ی LHS 3844 b هم در مداری نزدیک و هر ۱۱ ساعت یک بار به دور ستاره‌ی مادر خود می‌گردد. با این وجود، ستاره‌ی مادر از ستاره‌ی مادر ۵۵ Cancri e کوچک‌تر و سردتر است، بنابراین سطح سیاره هم احتمالا بسیار سردتر خواهد بود و مشاهدات اسپیتزر نشان داده است که احتمالا جو قابل توجهی در این سیاره وجود ندارد.
تیمی به سرپرستی «لورا کریدبرگ» (Laura Kreidberg) ستاره‌شناس مؤسسه‌ی نجوم ماکس پلانک امیدوارند با استفاده از طیف‌سنجی، سیگنالی از سطح دریافت و بر اساس آن طول موج‌های عناصر گوناگون را شناسایی کنند. سپس طیف‌های انتشار حرارتی سمت روز سیاره با سنگ‌های شناخته‌شده مانند بازالت و گرانیت مقایسه می‌شود تا بتوانند ترکیب سطحی سیاره را درک کنند.
کریدبرگ در این زمینه گفت: «این دو تحقیق به ما دیدگاه‌های کلی تازه و خارق‌العاده‌ای درباره‌ی سیارات مشابه زمین ارائه می‌دهند و کمک می‌کنند تا بفهمیم که زمین اولیه در زمانی که هنوز داغ بود، مانند آنچه امروز در این سیارات دیده می‌شود، چگونه بوده است.»
تلسکوپ فضایی جیمز وب هم‌اکنون آخرین مراحل راه‌اندازی خود را ازجمله ردیابی اهداف در منظومه‌ی شمسی و جابه‌جایی بین حالت‌های رصدی گرم‌تر و سردتر را برای آزمایش استحکام آینه و تراز ابزارهای خود سپری می‌کند. این رصدخانه‌ی ۱۰ میلیارد دلاری در هفته‌های آینده راه‌اندازی خود را به پایان می‌رساند و طبق اعلام ناسا، نخستین تصاویر رنگی آن ۲۱ تیر منتشر خواهند شد.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از سیاره‌ی فراخورشیدی ۵۵ Cancri e
Credit: Mark Garlick/Science Photo Library/Alamy Stock Photo
منابع: Scientific American, Space
