تلسکوپ فضایی جیمز وب به ستارهشناسان کمک میکند آبوهوای جهانهای بیگانه را پیشبینی کنند
با تجزیهوتحلیل جدیدی از مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب، ما یک قدم هرچند کوچک به پیشبینی آبوهوای فراتر از منظومه شمسی نزدیکتر شدهایم.
پیش از آنکه ستارهشناسان بتوانند برای جهانهایی فراتر از منظومه شمسی پیشبینی آبوهوا ارائه دهند، باید بدانند چه عاملی جوّ آن سیارات را به حرکت درمیآورد و آیا آبوهوای آنها از الگوهای قابلتشخیص پیروی میکند یا خیر. در پژوهشی تازه بر پایه دادههای تلسکوپ جیمز وب (JWST)، پژوهشگران جهان SIMP 0136 را که در فاصلهای حدود ۲۰ سال نوری از ما قرار دارد بررسی کردند و بخش عمدهای از تغییرپذیری جوّی آن را به دو عامل نسبت دادند: اختلاف دما، و تغییر در ساختار عمودی ابرها.
SIMP 0136 در واقع یک سیاره فراخورشیدی نیست، بلکه یک «کوتوله قهوهای» است؛ جرمی که در قلمرو مبهم میان سیارات و ستارگان قرار میگیرد. کوتولههای قهوهای معمولاً پرجرمتر از سیارات هستند ، اما جرمشان کافی نیست تا همجوشی هستهای هیدروژن — همان فرآیندی که ستارگان را روشن نگه میدارد — را بهطور پایدار نگه دارند. با این حال، چون ستارهشناسان میتوانند این اجرام را بهطور مستقیم رصد کنند، کوتولههای قهوهای به آزمایشگاههایی طبیعی برای مطالعه جوّ جهانهای غولپیکر، شبیه به سیارات فراخورشیدی بزرگ، تبدیل شدهاند.
تیم پژوهشی با استفاده از تکنیکی به نام «تحلیل مؤلفههای اصلی» (PCA)، تغییرات ظریف روشنایی SIMP 0136 را در جریان چرخش آن بررسی کردند و مجموعهدادهای پیچیده را به چند الگوی اصلی که بیشترین سهم را در این تغییرات داشتند کاهش دهند. این تحلیل سه حالت آبوهوایی تکرارشونده را آشکار کرد که بهنوبت وارد میدان دید میشدند و از آن خارج میگشتند: برخی مناطق دما داغتر بود و ابری های نازکتر داشتند، در حالیکه مناطق سردتر، ابرهایی ضخیمتری داشتند که تا ارتفاع بالاتری در جوّ امتداد مییافتند.
با این حال، شناسایی حالتهای تکرارشونده آبوهوا تنها بخشی از ماجراست. برای رسیدن به پیشبینی واقعی، ستارهشناسان باید همچنین بدانند که آیا یک جوّ بارها و بارها از قواعد یکسانی تبعیت میکند، و در این مورد(کوتوله SIMP 0136) پاسخ مثبت بود. مرله شرادر، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی دکتری کالج ترینیتی دوبلین، در بیانیهای گفت که این محرکهای الگوهای آبوهوایی در SIMP 0136 با گذشت زمان پایدار میمانند، حتی زمانی که ظاهر دقیق جوّ در طول بیش از دوازده چرخش تغییر میکند.
این روش هنوز به ستارهشناسان اجازه نمیدهد شرایط جوّی فردای یک جهان دوردست را پیشبینی کنند، اما راهی نسبتاً سریع پیش پای آنها میگذارد تا نیروهای شکلدهنده به یک جوّ را پیش از اجرای مدلهای محاسباتی سنگینتر شناسایی کنند.
یوهانا واس، نویسنده همکار این مطالعه و دانشیار کالج ترینیتی دوبلین، گفت که بهکارگیری این تکنیک روی طیف گستردهای از کوتولههای قهوهای و سیارات فراخورشیدی غولپیکر، به درک بهتر تنوع نظامهای آبوهوایی حاکم بر جهانهای بسیار فراتر از منظومه شمسی ما کمک خواهد کرد.
نتایج این پژوهش در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده.
منبع: www.space.com