אמנות הקונספט של HD 189733 b, צדק החם העובר הקרוב ביותר לכדור הארץ. קרדיט: רוברטו מולאר קנדנוזה/אוניברסיטת ג'ונס הופקינס
חוקרים המשתמשים ב- טלסקופ החלל ג'יימס ווב גילו כי ה אקסופלנט HD 189733 b, הידוע במזג האוויר הקיצוני שלו, מכיל גם מימן גופרתי באטמוספירה שלו, מה שמרמז על ריח גופרתי הדומה לביצים רקובות. ממצא זה מספק תובנות חדשות לגבי תפקידה של גופרית בהיווצרות ובהרכב האטמוספרי של ענקי גזים מעבר למערכת השמש שלנו.
כוכב לכת הידוע לשמצה במזג האוויר הקטלני שלו הסתיר עוד תכונה מוזרה – הוא מסריח מביצים רקובות. כך עולה ממחקר חדש של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס על נתונים מטלסקופ החלל ג'יימס ווב.
האווירה של HD 189733 ב, א צדקענקית גז בגודלה, בעלת כמויות עקבות של מימן גופרתי, מולקולה שלא רק מפיצה סירחון אלא גם מציעה למדענים רמזים חדשים לגבי האופן שבו גופרית, אבן בניין של כוכבי לכת, עשויה להשפיע על הפנים והאטמוספרות של עולמות גז מעבר למערכת השמש. .
הממצאים מתפרסמים היום (8 ביולי) ב טֶבַע.
המשמעות של גופרית בהיווצרות פלנטרית
"מימן גופרתי הוא מולקולה עיקרית שלא ידענו שיש. חזינו שזה יקרה, ואנחנו יודעים שזה בצדק, אבל לא באמת זיהינו את זה מחוץ למערכת השמש", אמר גואנגווי פו, אסטרופיזיקאי בג'ונס הופקינס שהוביל את המחקר. "אנחנו לא מחפשים חיים על כוכב הלכת הזה כי הוא חם מדי, אבל מציאת מימן גופרתי היא אבן דרך למציאת מולקולה זו על כוכבי לכת אחרים ולהשגת הבנה רבה יותר כיצד נוצרים סוגים שונים של כוכבי לכת."
בנוסף לאיתור מימן גופרתי ומדידת הגופרית הכוללת באטמוספירה של HD 189733 b, הצוות של Fu מדד במדויק את המקורות העיקריים של החמצן והפחמן של כדור הארץ – מים, פחמן דו חמצני ופחמן חד חמצני.
"גופרית היא יסוד חיוני לבניית מולקולות מורכבות יותר, ו- כמו פחמן, חנקן, חמצן ופוספט – מדענים צריכים לחקור אותו יותר כדי להבין היטב כיצד כוכבי לכת עשויים וממה הם עשויים", אמר פו.
HD 189733 b הוא כוכב הלכת המבחן לאפיון אטמוספרי מאז גילויו בשנת 2005. קרדיט: רוברטו מולאר קנדנוזה/אוניברסיטת ג'ונס הופקינס
חקר אטמוספירה אקסופלנטרית
במרחק של 64 שנות אור בלבד מכדור הארץ, HD 189733 b הוא האסטרונומים "צדק חם" הקרוב ביותר שיכולים לראות חולף מול הכוכב שלו, מה שהופך אותו לכוכב הלכת אמתי למחקרים מפורטים של אטמוספרות אקסופלנטריות מאז גילויו ב-2005, אמר פו.
כוכב הלכת קרוב פי 13 לכוכב שלו מאשר מרקורי לשמש ולוקח רק כשני ימי כדור הארץ להשלים מסלול. יש לו טמפרטורות צורבות של 1,700 מעלות פרנהייט והוא ידוע לשמצה במזג אוויר אכזרי, כולל כוסות גשם הנושבת הצידה על רוחות של 5,000 קמ"ש.
תובנות מתוך תצפיות טלסקופ ווב
כפי שעשה על ידי זיהוי מים, פחמן דו חמצני, מתאן ומולקולות קריטיות אחרות בכוכבי לכת אחרים, ווב נותן למדענים עוד כלי חדש לעקוב אחר מימן גופרתי ולמדוד גופרית בכוכבי לכת גז מחוץ למערכת השמש.
"נניח שאנחנו חוקרים עוד 100 צדקים חמים וכולם מוגברים בגופרית. מה זה אומר לגבי האופן שבו הם נולדו וכיצד הם נוצרים בצורה שונה בהשוואה לצדק שלנו?" אמר פו.
טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) מייצג את הגבול הבא במצפי החלל. תוכנן לרשת את טלסקופ החלל האבל, ה-JWST מצויד ביכולות אינפרא אדום מתקדמות המאפשרות לו להסתכל אחורה בזמן ובפירוט רב יותר מאי פעם. אחד מתפקידיו המרכזיים הוא ניתוח אטמוספרות אקסופלנטות, המאפשר למדענים לזהות וללמוד את ההרכב הכימי של עולמות רחוקים. יכולת זו פתחה אפשרויות חדשות להבנת ההרכב, דפוסי מזג האוויר ויכולת המגורים הפוטנציאלית של כוכבי לכת חיצוניים ברחבי הגלקסיה. קרדיט: ESA/ATG medialab
תגליות חדשות ומחקר עתידי
הנתונים החדשים גם שללו נוכחות של מתאן ב-HD 189733 b עם דיוק חסר תקדים ותצפיות באורך גל אינפרא אדום מטלסקופ Webb, בניגוד לטענות קודמות לגבי השפע של אותה מולקולה באטמוספרה.
"חשבנו שהכוכב הזה חם מדי מכדי שיהיה בו ריכוזים גבוהים של מתאן, ועכשיו אנחנו יודעים שלא," אמר פו.
השלכות על מתכתיות של כוכב הלכת החיצוני
הצוות גם מדד רמות של מתכות כבדות כמו אלה על צדק, ממצא שיכול לעזור למדענים לענות על שאלות לגבי האופן שבו מתכתיות של כוכב לכת מתאם למסה שלו, אמר פו.
כוכבי לכת קרח ענקיים פחות מאסיביים כמו נפטון ו אוּרָנוּס מכילים יותר מתכות מאלה שנמצאות בענקי גז כמו צדק ו שַׁבְתַאִי, כוכבי הלכת הגדולים ביותר במערכת השמש. המתכתיות הגבוהה יותר מעידה על כך שנפטון ואוראנוס צברו יותר קרח, סלע ואלמנטים כבדים אחרים ביחס לגזים כמו מימן והליום בתקופות היווצרות מוקדמות. מדענים בודקים אם המתאם הזה נכון גם לגבי כוכבי לכת חיצוניים, אמר פו.
"כוכב הלכת הזה עם מסה של צדק קרוב מאוד לכדור הארץ ונחקר היטב. עכשיו יש לנו את המדידה החדשה הזו כדי להראות שאכן ריכוזי המתכת שיש לה מספקים נקודת עיגון חשובה מאוד למחקר הזה של האופן שבו הרכב כוכב הלכת משתנה עם המסה והרדיוס שלו", אמר פו. "הממצאים תומכים בהבנתנו כיצד נוצרים כוכבי לכת באמצעות יצירת חומר מוצק יותר לאחר היווצרות הליבה הראשונית ולאחר מכן מתוגברים באופן טבעי עם מתכות כבדות."
מסקנה וכיוונים עתידיים
בחודשים הקרובים, הצוות של פו מתכנן לעקוב אחר גופרית בכוכבי לכת נוספים ולהבין עד כמה רמות גבוהות של תרכובת זו עשויות להשפיע על מידת הקירבה שלהם ליד כוכבי האם שלהם.
"אנחנו רוצים לדעת איך כוכבי לכת מסוג זה הגיעו לשם, והבנת הרכב האטמוספרי שלהם תעזור לנו לענות על השאלה הזו", אמר פו.
מחקר זה נתמך על ידי נאס"א דרך תוכנית JWST GO.
מחברים נוספים הם לואיס ולבנקס, דנה ר. לואי ומייקל ליין מאוניברסיטת אריזונה סטייט; דרייק דמינג, Jegug Ih, Arjun B. Savel, Eliza M.-R. קמפטון ומאט ניקסון מאוניברסיטת מרילנד; ג'ולי אינגליס והת'ר א. קנוטסון מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה; מייקל ג'אנג מ אוניברסיטת שיקגו; ג'ושוע לוטרינגר מאוניברסיטת יוטה ואלי; ג'וליאן א' מוזס וגרגורי הנרי מאוניברסיטת טנסי סטייט; אוורט שלאווין מאוניברסיטת אריזונה; David K. Sing of Johns Hopkins; ותומס גרין ממרכז המחקר איימס של נאס"א.
