کشف سنگین‌ترین عنصر تاریخ در یک سیاره فراخورشیدی

سیاره فراخورشیدی موسوم به MASCARA-۴b واقع در فاصله ۵۵۶ سال نوری از زمین، میزبان عناصر ساماریوم و روبیدیوم است، دو عنصری که برای اولین بار روی سیاره‌های بیگانه شناسایی شده‌اند. 

ستاره شناسان در یک کشف جالب، سنگین‌ترین عنصر موسوم به ساماریوم (Sm) را در یک سیاره فراخورشیدی کشف کردند.

این کشف، رکورد سنگین‌ترین عنصر کشف شده در یک سیاره فراخورشیدی فراتر از منظومه شمسی را شکست. پیش از این، عنصر باریم به عنوان سنگین‌ترین عنصر در آسمان سیارات فراخورشیدی ثبت شده بود.

سیاره فراخورشیدی مورد اشاره در اتمسفر بالایی دو سیاره فراخورشیدی WASP-۷۶b و WASP-۱۲۱b یافت شده است.

ساماریوم یک عنصر کمیاب در زمین با عدد اتمی ۶۲ است و بیشتر در پوسته سیاره یافت می‌شود. از سوی دیگر، یافتن آن در جهان‌های دیگر می‌تواند به ما در درک چگونگی شکل‌گیری و تکامل سیارات در طول زمان کمک کند.

ساماریوم چگونه در یک غول گازی فوق داغ پیدا شد؟

عنصر ساماریوم در سیاره فراخورشیدی MASCARA-۴b کشف شد که یک سیاره فراخورشیدی اصطلاحا «مشتری فوق داغ» است که در فاصله نزدیک به ۵۵۶ سال نوری از زمین قرار دارد. دمای این سیاره فراخورشیدی ۲۲۵۰ کلوین است و به دور یک ستاره جوان درخشان از نوع A می‌چرخد. این نوع ستاره‌ها تنها چند صد میلیون سال قدمت دارند و تشعشعات فروسرخ ساطع می‌کنند.

نویسندگان در پژوهش خود اظهار داشتند: مشتری‌های فوق داغ (UHJs) دارای خشن‌ترین محیط‌ها در میان انواع مختلف سیارات فراخورشیدی هستند که آن‌ها را به آزمایشگاه‌های ایده آلی برای مطالعه ترکیب شیمیایی و خواص جنبشی جو سیاره فراخورشیدی با طیف‌سنجی با وضوح بالا (HRS) تبدیل می‌کند.

این غول گازی هر ۲.۸۲ روز یک دور به دور ستاره میزبان خود می‌چرخد، در حالی که فاصله تخمینی بین آن‌ها ۰.۰۴۷ واحد نجومی است.

پژوهشگران دو گذر MASCARA-۴ b را در ۱۳ فوریه ۲۰۲۰ و ۱ مارس ۲۰۲۰ از مقابل ستاره میزبان خود رصد کردند. این کار به آن‌ها کمک کرد نور ستاره را بسنجند و عناصر موجود در جو سیاره را شناسایی کنند.

پژوهشگران برای انجام این کار از طیف‌نگار Echelle برای سیارات فراخورشیدی سنگی و مشاهدات طیف‌سنجی پایدار (ESPRESSO) استفاده کردند. این طیف‌نگار با وضوح بالا بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) در شیلی نصب شده است.

این مشاهدات منجر به شناسایی چندین عنصر سنگین‌تر در جو MASCARA-۴ b از جمله روبیدیم (Rb) و یون‌های تیتانیوم (Ti+) و باریم (Ba+) شد.

بر اساس این مطالعه، این اولین بار است که روبیدیوم و ساماریوم در جو یک سیاره فراخورشیدی دوردست کشف می‌شوند، در حالی که Ti+ و Ba+ قبلاً در سیارات فراخورشیدی پیدا شده بودند.

این پژوهش توسط گروهی از اخترشناسان آکادمی علوم چین (CAS) هدایت می‌شود و مقاله آن برای انتشار در مجله Astronomical پذیرفته شده است.

اکنون این پژوهشگران قصد دارند مشاهدات بیشتری را برای تعیین کمیت و تایید حضور این عناصر جدید در جو این سیاره فراخورشیدی انجام دهند.