دانشمندان می‌گویند سیاره‌ای کاملا جدید از نوع «ابرزهره» را کشف کرده‌اند

پژوهشگرها سیاره‌ای جدید را کشف کرده‌اند که به هیچ‌کدام از نمونه‌های شناسایی‌شده در گذشته شباهت ندارد و در دسته‌بندی «ابرزهره» قرار می‌گیرد.

جرمی که تصور می‌کردیم متعلق به رایج‌ترین دسته از سیاره‌های کهکشان باشد، در واقع چیزی است که قبلا هرگز ندیده بودیم. سیاره فراخورشیدی انایپوشا یا جی‌جی ۱۲۱۴‌بی (GJ 1214b) دنیایی مه‌آلود است که در مدار ستاره کوتوله سرخی در فاصله‌ی ۴۷ سال نوری از زمین می‌چرخد.

سیاره انایپوشا قبلا با رصدهای عمیق جیمز وب به نپتونی کوچک تشبیه شده بود، اما اکنون مشخص شد که این سیاره فراخورشیدی بیشتر شبیه به زهره است؛ با این تفاوت که اندازه‌ی بسیار بزرگ‌تری دارد. به این ترتیب این سیاره اولین نوع شناخته‌شده از دسته‌ای است که ستاره‌شناس‌ها «ابرزهره» می‌نامند.

انایپوشا یکی از سیاره‌های فراخورشیدی است که آمار بیشترین بررسی را در آسمان به خود اختصاص داده است. این سیاره در سال ۲۰۰۹ با جرم و شعاعی کشف شد که آن را از نظر اندازه در جایی بین زمین و نپتون قرار می‌داد. رصدهای بعدی جو چشمگیر این سیاره را آشکار کردند.

سیاره‌های فراخورشیدی با چنین جرمی به‌طور کلی در یکی از دو دسته‌بندی موجود قرار می‌گیرند. اولی ابرزمین‌ها که سیاره‌های فراخورشیدی سنگی بزرگ‌تر از زمین هستند و بخش زیادی از اتمسفر آن‌ها را هیدروژن تشکیل دهد. دومی به اصطلاح مینی‌نپتون‌ها که می‌توانند اندازه‌ای مشابه داشته باشند، اما ترکیب آن‌ها به طور قابل توجهی متفاوت است، به‌طوری‌که احتمالا سطحشان از اتمسفرهای متراکم‌تر غنی از هیدروژن و هلیوم و اقیانوس‌های مایع پوشیده شده است.

از میان بیش از ۵۸۰۰ سیاره فراخورشیدی تأییدشده در زمان نگارش این مقاله، مینی‌نپتون‌ها بیشترین آمار را به خود اختصاص دادند که در نوع خود جالب توجه است؛ زیرا ما در منظومه شمسی هیچ چیزی مشابه آن‌ها نداریم. ابرزمین‌ها و مینی‌نپتون‌ها هر دو برای دانشمندان جذاب هستند؛ زیرا در صورت وجود شرایط مناسب، می‌توانند برای حیاتی که می‌شناسیم مساعد باشند.

به همین دلیل است که اخترشناس‌ها از نزدیک انایپوشا را بررسی می‌کنند؛ جهانی که ۲٫۷ برابر زمین شعاع و ۸٫۲ برابر آن جرم دارد. گرچه این سیاره در فاصله‌ی بسیار نزدیکی از اورکاریا، ستاره‌ی میزبان خود قرار دارد و از این‌رو برای سکونت‌پذیر‌ بودن بسیار داغ است، مجاورتش با زمین به این معنی است که می‌توانیم آن را نسبتا راحت ببینیم و اطلاعاتی را به دست آوریم که به درکمان از سیاره‌های فراخورشیدی مشابه در دیگر نقاط کهکشان کمک می‌کنند.

با این‌حال انایپوشا مشکلاتی دارد. برای مثال جو آن به قدری غلیظ است که به راحتی نمی‌توان به آن نگاه کرد؛ اما مقاله‌ای که در سال ۲۰۲۳ بر اساس مشاهدات جیمز وب و هابل منتشر شد، نشان داد که این سیاره فراخورشیدی ممکن است جوی غنی از آب و حاوی فلزهای تبخیر‌شده داشته باشد.

پژوهش جدید نشان می‌دهد که احتمالا چیزی را درباره‌ی انایپوشا از قلم انداخته‌ایم. تیم پژوهشی به رهبری ایورت اشلاوین، اخترشناس دانشگاه آریزونا و کازوماسا اونو از رصدخانه‌ی ملی نجوم ژاپن، داده‌های گذاری را برای انایپوشا بررسی کردند و متوجه چیزی غیرمنتظره شدند.

با عبور انایپوشا از مقابل ستاره‌اش و چرخیدن آن در مداری ۱٫۶ روزه، جیمز وب نشان داد که نور ستاره‌ای که از جو این سیاره فراخورشیدی عبور می‌کند، دراثر تعامل با غلظت بسیار بالای دی‌اکسید کربن که در حد جو سیاره زهره (با ۹۶ درصد کربن) است، تغییر کرده؛ بااین‌حال سیگنال دریافتی بسیار ضعیف بود. اونو می‌گوید:

سیگنال کربن‌دی‌اکسید شناسایی‌شده از بررسی اول بسیار کوچک است و بنابراین برای اطمینان از واقعی بودن آن به تجزیه و تحلیل دقیق آماری نیاز داریم. در عین حال نیازمند دانش فیزیکی و شیمیایی برای کشف ماهیت اتمسفر جی‌جی ۱۲۱۴ بی بودیم.

بنابراین پژوهشگرها در مقاله‌ای دوم، مدل‌های نظری را اجرا کردند که می‌توانند داده‌ها را توضیح دهند. آن‌ها به بهترین سناریوی منطبق با مشاهدات رسیدند که نشان می‌دهد انایپوشا دارای جوی است که فلزات در ارتفاع‌های پایین‌تر در آن غالب هستند و فقط مقادیر نسبتا اندکی از هیدروژن در آن وجود دارد.

در ارتفاع‌های بالاتر، جو از یک مه غلیظ با ذره‌های معلق در هوا و همچنین کربن‌دی‌اکسید تشکیل شده است. از این داده‌ها، مفهوم ابرزهره بیرون می‌آید؛ جهانی شبیه به زهره، بسیار داغ و خفه‌شده توسط جوی غنی از کربن که دیدن آن دشوار است.

بااین‌حال، انایپوشا هنوز به‌طور کامل درک نشده است. اثر دیده‌شده بسیار کوچک است که بتوان بر اساس آن نتیجه‌گیری‌های تیم را درست خواند و به بررسی‌های گسترده‌تر نیاز است. پژوهشگرها می‌نویسند:

ما بر اهمیت مشاهدات با دقت بالا برای تأیید جو فلزی تأکید می‌کنیم. چرا که درک متعارف ساختار داخلی و تکامل زیرنپتون‌ها را به چالش می‌کشد.