ایتنا - شبیه‌سازی شرایط جوّی سیارات فراخورشیدی می‌تواند به تلسکوپ فضایی جیمز وب کمک کند و سرنخ‌هایی در مورد توانایی این سیارات برای میزبانی از حیات آشکار کند.
چهارشنبه ۱۲ مرداد ۱۴۰۱ ساعت ۱۸:۴۹
جیمز وب می‌تواند سرنخ‌هایی از زمین و دریا در سیارات فراخورشیدی ارائه دهد
به گزارش ایتنا و به نقل از اسپیس، اگرچه تلسکوپ‌های فعلی فاقد قدرت تفکیک برای دیدن سطح سیاره‌های فراخورشیدی هستند، اما این یافته‌ها می‌توانند به اخترشناسان کمک کنند تا با انجام مطالعات طیف‌سنجی جوّ سیارات، درباره سطوح سیارات به تحلیل و نتیجه‌گیری بپردازند.
الین مک‌دونالد (دانشجوی مقطع دکتری در دانشکده فیزیک دانشگاه تورنتو) می‌گوید: «کار ما نشان می‌دهد که توزیع خشکی در سیاره‌ای مانند زمین تأثیر زیادی بر آب‌وهوای آن دارد. این تحقیق به ستاره‌شناسانی که با ابزارهایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب به سیارات نگاه می‌کنند، کمک می‌کند تا آنچه را که می‌بینند بهتر تفسیر نمایند.»
مک‌دونالد پژوهشگر ارشد این مطالعه جدید بود و برای مدل‌سازی چگونگی تأثیر میزان و توزیع خشکی و دریا بر اقلیم‌های سیارات فراخورشیدی، از شبیه‌سازی آب‌وهوا موسوم به ExoPlaSim برای سیارات به اصطلاح قفل‌شده استفاده کرد.
منظور از سیاره‌ای که از نظر جزر و مدی قفل شده این است که چرخش حول محورشان به همان اندازه زمان می‌برد که برای گردش به دور ستاره. به این ترتیب، سیاره با سرعتی می‌چرخد که همیشه یک طرف آن به سمت ستاره است. این همان پدیده‌ای است که باعث می‌شود همواره یک طرف ماه به سمت زمین باشد.
سیارات صخره‌ای که به دور ستاره‌های کوتوله قرمز می‌چرخند، به ویژه در معرض قفل شدن جزر و مد هستند؛ زیرا سامانه‌های کوتوله قرمز، تمایل به کوچک شدن دارند و این سیارات اغلب به ستاره‌های خود بسیار نزدیک هستند.
علیرغم نزدیکی این سیاره‌ها به ستاره‌شان، می‌توانند در کمربند حیات واقع باشند (یعنی در فاصله مناسبی که بتوانند میزبان آب مایع روی سطح خود باشند) زیرا کوتوله‌های قرمز خنک هستند و دمای سطح آنها نزدیک به ۳۵۰۰ درجه سانتیگراد است؛ یعنی ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد خنک‌تر از خورشید.
این سیارات در عرض چند روز به دور ستاره خود می‌چرخند، که بدین‌ترتیب از لحاظ گرانشی به ستاره خود قفل می‌شوند. البته قفل جزر و مدی به این معنی نیست که یک سوی سیاره همیشه نور ثابت روز و سمت دیگر آن همیشه در تاریکی شب باشد.
در نتیجه، قابلیت سکونت چنین سیاره‌ای به توانایی سیاره در توزیع مجدد گرما از روز به سمت شب بستگی دارد تا سطح سیاره خیلی گرم یا خیلی سرد نشود.
مک‌دونالد با همکاری ستاره‌شناسان دانشگاه تورنتو این سیاره فرضی را در دو پیکربندی مدل‌سازی کرد: یکی با قاره‌ای دایره‌ای در نقطه زیر ستاره در کنار روز که توسط اقیانوس احاطه شده است، و دیگری با یک اقیانوس مدوّر در زیر ستاره. آنها سپس نقطه احاطه شده توسط خشکی، مقدار خشکی و همینطور اقیانوس را در هر پیکربندی تغییر دادند تا ببینند که این شرایط چگونه بر آب و هوای سیاره تأثیر می‌گذارد.
مدل‌ها نشان دادند که میانگین دمای جهانی در دنیایی که به‌طور جزر و مدی قفل شده، بیشتر به مقدار خشکی بستگی دارد تا به موقعیت آن. در این شبیه‌سازی، سیارات با بخش مشابهی از خشکی، شاهد افزایش میانگین دمای سطح تا ۲۰ درجه سانتیگراد بودند.
علاوه بر این، مشاهده شد که هر چه میزان خشکی بیشتر باشد، روز گرم‌تر و جوّ سیاره خشک‌تر می‌شود؛ به این دلیل که وجود خشکی بیشتر سبب می‌شود آب سطحی کمتری برای تبخیر در جوّ وجود داشته باشد که منجر به بارش کمتر می‌شود.
اما به طور کلی مک‌دونالد دریافت سیاره‌هایی که بالاترین میانگین دمای سطح جهانی و بیشترین بخار آب جوّی را دارند، اقیانوس‌هایی در مرکز سمت روشن خود دارند و در قسمت‌های سرد و تاریک خود، دارای خشکی هستند.
افزایش بخار آب جوّ، منجر به تشکیل ابرهای بیشتر می‌شود و از آنجا که بخار آب، یک گاز گلخانه‌ای است، باعث می‌شود جوّ توانایی بیشتری برای جذب و انتقال گرما به سمت شب داشته باشد.
گفتنی است یکی از اهداف علمی تلسکوپ فضایی جیمز وب تحلیل جوّ سیارات فراخورشیدی است تا تعیین شود آیا هر یک از آنها به طور بالقوه قابل سکونت هستند یا نه، این تحقیق جدید به شناسایی بیشتر این سیارات کمک می‌کند و به ما خواهند گفت که اینها احتمالاً سیاراتی بیابانی هستند یا سیاره‌هایی دارای خشکی و دریا.
کد مطلب: 69299
