ابرتندبادی در دوردست

Andrew Fazekas
برگردان: احسان سنایی

هم‌اکنون که بدین جمله چشم دوخته‌اید، بادهای فراصوت و گسلنده سراپای جو ابرسیاره‌ی فراخورشیدی HD209458b را فراگرفته‌اند. اخترشناسان با بررسی آثار گاز مونواکسید کربن در ابرهایی که مابین نیمه‌ی روز و شب سیاره در حال جابجایی‌اند؛ موفق به ثبت منظری نو و نادر از تندبادی به وسعت سیاره با سرعت ۱۰هزار کیلومتر بر ساعت شدند.

طرحی از سیاره‌ی فراخورشیدی HD209458b / طرح از: L. Calçada

دکتر «ایگناس اسنلن»؛ ستاره‌شناسی از رصدخانه‌ی لیدن هلند، سرپرستی این پژوهش را عهده‌دار بود. او در این خصوص می‌گوید: «ما با کشف اینکه اختلافات دما و فشار منتج از تقابل نیمه‌ی داغ روز و نیمه‌ی سرد شب، توان ایجاد چنین تندبادهای سهمگینی را دارند؛ حقیقتاً که شوکه شدیم. به طرزی خارق‌العاده این طوفان سراسر سیاره را احاطه کرده است و با سرعت پنج تا ۱۰ هزار کیلومتر بر ساعت به پیش می‌تازد.»

این سیاره که برای نخستین بار در سال ۱۹۹۹ یافته‌ شد، در مداری به شعاع هفت میلیون کیلومتر (که یک‌بیستم شعاع مدار زمین ماست) به گرد ستاره‌ای خورشیدمانند در فاصله‌ی ۱۵۰ سال نوری از ما؛ در صورت فلکی پگاسوس (فرَس اعظم) می‌چرخد. یک سوی سیاره همچون ماه ما، دائماً رو به خورشیدش است و اینگونه جهنمی سوزان با دمای ۹۸۲ درجه‌ی سلسیوس در سمت همیشه‌روز و زمهریری سیاه در سمت همیشه‌شب‌اش ایجاد گشته است.

طبیعت گازی، ابعاد عظیم و نزدیکی بالنسبه بالای این سیاره به ستاره‌اش، آن را در دسته‌ی پرشماری از سیارات فراخورشیدی موسوم به «مشتری‌های داغ» قرار می‌دهد. از دید ما زمینیان، این غول داغ در مداری ۳.۵ روزه، در بازه‌ای سه‌ساعته از مقابل قرص درخشان ستاره‌ی مادرش همچون لکه‌ای تیره می‌گذرد.

اسنلن و گروهش در پژوهش اخیر دریافتند مادامی‌که سیاره‌ی مزبور از فراروی ستاره‌اش می‌گذرد؛ «اثر دوپلر» برجسته‌ای را می‌توان در نور ستاره تشخیص داد. اثر دوپلر، همان تغییر فرکانس صوت آژیر یک آمبولانس نزدیک‌شونده، یا دورشونده است. اخترشناسان اما آثار دوپلری را با یاری طول موج‌های الکترومغناطیس تشخیص داده و با بررسی میزان قرمزگرایی یا آبی‌گرایی نور دریافتی از جسم آسمانی (که معادل نوری تغییر فرکانس صوت است)؛ موفق به تعیین سرعت این جسم، در راستای دید رصدگران زمینی (که به سرعت شعاعی معروف است) می‌شوند.

بخشی از این نور هم به‌دست مولکول‌های مونواکسید کربن جو سیاره‌ی پوشاننده فیلتر می‌شود که بدین‌ترتیب اخترشناسان با بررسی طیف نور و آثار به‌جامانده از این فیلترینگ، قادر به برآورد میزان کربن جوی سیاره‌اند. اسنلن می‌گوید:

«به‌نظر می‌رسد که H209458b، حدوداً به‌همان میزان سیاره‌ی مشتری، کربن در خود جای داده که این نشان‌گر تشابه نسبی تاریخ تکوینی این دو سیاره است.»

گروه پژوهشی، با یاری طیف‌نگار شدیداً حساس مستقر بر ابرتلسکوپ‌های VLT در شیلی، نامنتظره موفق به تشخیص جابجایی دوپلری اندکی در آثار طیفی گاز مونواکسید کربن شدند و این نشانه‌ای روشن از وزش بی‌امان باد حاوی این گاز، در طول جو سیاره بود.

اسنلن در ادامه می‌گوید: «ما متوجه شدیم که اطلاعات دریافتی از آثار دوپلری دیده‌شده، بیشتر از آنی‌ست که بتوان با جابجایی این گازها توضیح‌اش داد. برای اولین بار، ما بی‌واسطه توانستیم نه‌فقط تراز وفور گازها، که حرکات‌شان را هم محاسبه کرده و وزش ابرتندبادها را در سیاره‌ای فراخورشیدی ببینیم.»

به‌گفته‌ی دکتر «سارا سیگر»؛ سیاره‌شناسی از مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست (MIT)، بهره‌ بردن از آثار دوپلری به‌منظور نمایش حرکات گازها؛ «روشی نوین و کاملاً مهیج در بررسی جو سیارات فراخورشیدی‌ست». مثلاً بدین‌وسیله اطلاعات جدیدی که تا پیش از این غیرقابل دسترس به‌شمار می‌رفت را حال می‌توان به‌دست آورد: اینکه اولاً باد در آنجا وجود دارد و ثانیاً این بادها، سریع‌تر از سرعت صوت‌اند. با این وجود اما سیگر در ادامه، مشاهدات بیشتری را برای تأیید سرعت حقیقی و وسعت این بادها در جو فوقانی سیاره لازم می‌بیند.

این کشف، می‌تواند که ستاره‌شناسان را بیش از پیش ترغیب به کار بر کشف اوضاع محیطی دیگر سیارات فراخورشیدی کند. سیگر می‌گوید: «وفور مولکول‌ها و سرعت‌ بادها در شماری از مشتری‌های داغ گوناگون، حقیقتاً که پژوهش‌های حوزه‌ی سیارات فراخورشیدی را به پیش خواهد برد.»