دانشمندان از تلسکوپ فضایی جیمز وب لذت دوباره کشف کرده‌اند، این بار در یک نپتون فوق داغ بی‌نظیر به نام LTT ۹۷۷۹ ب. این کشف ما را به چالش می‌کشد تا بفهمیم کيهان فراخورشیدی چگونه به وجود می‌آید و چگونگی تحمل تابش شدید ستاره‌ای در گمراهی ستاره‌های فراخورشیدی را تغییر می‌دهد.
گروهی از محققان بین‌المللی، که شامل دکتر جیک تیلور از دپارتمان فیزیک دانشگاه آکسفورد نیز می‌شود، از این تلسکوپ برای مطالعه جو سیاره فراخورشیدی LTT ۹۷۷۹ ب استفاده کرده‌اند. این سیاره یک نوع نادر از سیارات فراخورشیدی موسوم به نپتون فوق داغ است که در منطقه‌ای به نام «صحرای نپتون داغ» قرار دارد. سیارات مشتری داغ، بزرگترین سیارات منظومه شمسی ما، معمولاً در نزدیکی ستاره‌هایشان می‌چرخند، اما نپتون‌های فوق داغ مانند LTT ۹۷۷۹ ب بسیار نادرتر هستند.
لوئی فیلیپ کولومب، دانشجوی فارغ‌التحصیل مؤسسه تروتیر دانشگاه مونترال برای تحقیقات سیارات فراخورشیدی (IREx) که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، اظهار داشت که «پیدا کردن سیاره‌ای با این اندازه مثل یافتن گلوله برفی در آتش ذوب نشده‌است. این گواهی بر تنوع منظومه‌های سیاره‌ای است و دریچه‌ای به سوی درک نحوه تکامل سیارات در شرایط سخت باز می‌کند.»
سیاره LTT ۹۷۷۹ ب که در کمتر از یک روز به دور ستاره میزبان خود می‌چرخد، در معرض دمای شدیدی قرار دارد که تقریباً به ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. سیاره به صورت جزر و مدی قفل شده است. این بدان معناست که یک سمت از آن همیشه رو به ستاره‌اش قرار دارد، در حالی که طرف دیگر در تاریکی همیشگی فرو رفته است. محققان کشف کرده‌اند که نیمه روشن سیاره میزبان ابرهای بازتابنده در نیمکره غربی سردتر آن است که تضاد قابل توجهی با سمت گرم‌تر شرقی آن ایجاد می‌کند. کولومب اظهار داشت که «این سیاره یک آزمایشگاه منحصربه‌فرد برای درک نحوه تعامل ابرها و انتقال گرما در جوی جهان‌های با تابش شدید فراهم می‌کند.»
دکتر تیلور از دانشگاه آکسفورد در کنار کولومب در تجزیه و تحلیل داده‌ها کار کرد. این دو نفر پیش از این یک تحلیل اولیه جوی از طیف سیاره انجام داده بودند که نتایج آن در سال ۲۰۲۴ در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد.
تجزیه و تحلیل این گروه که با استفاده از جیمز وب انجام شد، عدم تقارن در بازتاب روز سیاره را آشکار کرد. این گروه می‌گویند که توزیع نابرابر گرما و ابرها توسط بادهای قدرتمندی انجام می‌شود که گرما را به سراسر سیاره منتقل می‌کنند. این یافته‌ها به ایجاد مدل‌هایی کمک می‌کند که توصیف می‌کنند چگونه گرما و تشکیل ابر در اتمسفر سیارات فراخورشیدی منتقل می‌شود.
محققان با تجزیه و تحلیل گرمای ساطع شده از سیاره و نوری که از ستاره‌اش منعکس می‌کند، جو را به طور دقیق مورد مطالعه قرار دادند. برای ایجاد تصویر واضح‌تر، آنها سیاره را در موقعیت‌های متعدد در مدارش مشاهده کردند و ویژگی‌های آن را در هر فاز به‌صورت جداگانه تجزیه و تحلیل کردند. آنها ابرهای ساخته شده از موادی مانند مواد معدنی سیلیکات را کشف کردند که در سمت غربی کمی خنک‌تر سمت روشن سیاره تشکیل می‌شوند. این ابرهای انعکاسی به توضیح اینکه چرا این سیاره در طول موج‌های مرئی بسیار درخشان است و بیشتر نور ستاره را بازتاب می‌کند، کمک می‌کند.
با ترکیب این نور منعکس شده با انتشار گرما، محققان توانستند مدلی دقیق از جو سیاره ایجاد کنند. یافته‌های آنها تعادل ظریفی را بین گرمای شدید ستاره و توانایی سیاره برای توزیع مجدد انرژی نشان می‌دهد. این مطالعه همچنین بخار آب موجود در جو را شناسایی کرد که سرنخ‌های مهمی در مورد ترکیبات سیاره و فرآیندهای حاکم بر محیط آن ارائه می‌دهد.
این منظومه سیاره‌ای کمیاب همچنان درک دانشمندان را از نحوه شکل‌گیری، جابه‌جایی و تحمل سیارات در برابر نیروهای بی‌امان ستاره‌ای به چالش می‌کشد. ابرهای انعکاسی و فلزی بالای سیاره ممکن است چگونگی تکامل اتمسفر در محیط‌های سخت را مشخص کند.
کولومب اظهار داشت که «این یافته‌ها به ما دید جدیدی برای درک دینامیک جوی در غول‌های گازی کوچکتر می‌دهد. این تازه شروعی بر تمام چیزهایی است که جیمز وب در مورد این جهان‌های شگفت‌انگیز فاش می‌کند. ابزارهای دیگری نیز برای مطالعه جامع این منظومه‌های سیاره‌ای کمیاب استفاده می‌شوند.»
در این تحقیقات، محققان به نقشه‌برداری از جو سیاره نپتون فوق داغ LTT ۹۷۷۹ ب پرداختند. با ترکیب داده‌های منعکس شده از ستاره و سیاره، آنها مدل جامعی از جو این سیاره را برای ما ارائه کردند. یافته‌های آنها همچنین نکات مهمی را در مورد تشکیل ابر و بخار آب در جو سیاره به دست دادند. این تجزیه و تحلیل می‌تواند به درک بهتر چگونگی تکامل سیارات فراخورشیدی در شرایط سخت کمک کند.
در آخر، محققان اشاره کردند که با این کشف و یافته‌ها، ما هنوز دست به کاری نیستیم. به گفته دکتر تیلور، ما با مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ بسیار بزرگ، ادامه این تحقیقات را برای مطالعه ساختار ابرهای کنار نیمه روشن سیاره با جزئیات بیشتر انجام خواهیم داد تا هرچه بیشتر در مورد آن بیاموزیم.
مانند بیشتر کشف‌های اخیر در گمراهی سیارات فراخورشیدی، این کشف LTT ۹۷۷۹ ب ما را به چالش می‌کشد تا بهتر از پیش درک کنیم که کیهان چگونه شکل گرفته‌است. با هر کشف جدید، دانشمندان فراتر از درک ابتدایی از جهان فراخورشیدی خود قدم برمی‌دارند و زندگی در سیارات دیگر را امکان‌پذیر می‌سازند.