بر اساس نظریههای موجود، داغترین سیارات غولپیکر کهکشان باید سریعترین بادهای جوی را داشته باشند. هرچه یک سیاره گرمتر باشد، جریانهای جوی آن نیز باید قدرتمندتر شوند. این موضوع بهویژه درباره گروهی از سیارات فراخورشیدی موسوم به مشتریهای داغ (Hot Jupiters) صدق میکند؛ جهانهایی که در میان تمامی سیارات شناختهشده، بالاترین دماها را دارند.
این سیارات آنقدر به ستاره میزبان خود نزدیک هستند که برخی از آنها عملاً در حال تبخیر شدن بر اثر گرمای شدید ستارهاند.
اما اکنون پژوهش جدیدی روی هفت مشتری داغ، نتیجهای غیرمنتظره را آشکار کرده است: سرعت بادهای این سیارات بسیار کمتر از چیزی است که دانشمندان انتظار داشتند.
به گفته تیمی از پژوهشگران به سرپرستی جولیا سیدل از رصدخانه ساحل آزور فرانسه، محتملترین توضیح برای این پدیده آن است که عاملی در حال مهار کردن این بادهای قدرتمند است. از نظر آنها، بهترین نامزد برای چنین اثر ترمزی، میدانهای مغناطیسی هستند.
اگر این نتایج تأیید شوند، میتوانند نخستین شواهد قوی از فعالیتهای مغناطیسی در سیاراتی خارج از منظومه شمسی باشند.
مشتریهای داغ؛ آزمایشگاههای طبیعی عجیب
مشتریهای داغ از جذابترین سیارات فراخورشیدی شناختهشده محسوب میشوند. این اجرام در فاصلهای بسیار نزدیک به ستاره خود قرار دارند؛ بهطوریکه در برخی موارد، یک دور کامل گردش آنها به دور ستاره کمتر از یک شبانهروز طول میکشد.
این نزدیکی شدید معمولاً دو پیامد مهم دارد:
- سیاره بهصورت قفل کشندی درمیآید؛ یعنی همیشه یک سمت آن رو به ستاره و در روشنایی دائمی قرار دارد و سمت دیگر در تاریکی همیشگی فرو میرود.
- دمای تعادلی سیاره به چند هزار درجه سانتیگراد میرسد که باید موجب شکلگیری جریانهای جوی بسیار نیرومند شود.
اختلاف دمای شدید میان نیمه روشن و نیمه تاریک، شرایطی برای ایجاد آبوهوایی فوقالعاده خشن و غیرعادی فراهم میکند.
اندازهگیری بادها با کمک آهن تبخیرشده
دانشمندان هنوز قادر نیستند میدانهای مغناطیسی سیارات فراخورشیدی را بهطور مستقیم اندازهگیری کنند. با این حال، مطالعات پیشین نشان داده بودند که میتوان با ردیابی بخار آهن موجود در جو مشتریهای داغ سرعت بادهای آنها را تخمین زد.
از آنجا که میدانهای مغناطیسی میتوانند حرکت گازهای باردار الکتریکی را کند کنند، پژوهشگران تصمیم گرفتند سرعت بادها را بهعنوان شاخصی غیرمستقیم برای سنجش فعالیت مغناطیسی به کار بگیرند.
برای این منظور، آنها از ابزار MAROON-X در تلسکوپ Gemini North و همچنین دستگاه ESPRESSO در تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (VLT) استفاده کردند و سرعت بادها را در هفت مشتری داغ اندازهگیری کردند.
هرچه سیاره داغتر، بادها کندتر!
سرعت بادهای ثبتشده همچنان بسیار فراتر از هر چیزی است که در منظومه شمسی مشاهده میشود. دانشمندان بادهایی با سرعت 2 تا 7 کیلومتر بر ثانیه را اندازهگیری کردند.
برای مقایسه، سریعترین بادهای سیاره مشتری تنها حدود 0.4 کیلومتر بر ثانیه سرعت دارند.
اما یافته شگفتانگیز پژوهشگران این بود که میان دما و سرعت بادها رابطهای معکوس وجود دارد؛ یعنی:
هرچه سیاره داغتر باشد، سرعت بادهای آن کمتر است.
این نتیجه کاملاً برخلاف انتظار دانشمندان است، زیرا سیارات گرمتر باید انرژی بیشتری برای شتاب دادن به بادهای جوی خود داشته باشند.
به گفته «ویوین پارمونتیه»، از اعضای تیم پژوهشی:
«این نتیجه کاملاً خلاف شهود است. سیارات داغتر باید انرژی بیشتری برای تقویت بادها داشته باشند. بنابراین باید عاملی وجود داشته باشد که در اجرام داغتر، سرعت بادها را کاهش میدهد.»
میدانهای مغناطیسی؛ مظنون اصلی
پژوهشگران معتقدند محتملترین عامل این پدیده، میدانهای مغناطیسی سیارات است. آنها بر اساس دادههای بهدستآمده حتی توانستهاند قدرت تقریبی این میدانها را نیز تخمین بزنند.
برآوردها نشان میدهد میدان مغناطیسی مشتریهای داغ مورد مطالعه تنها چند گاوس (Gauss) قدرت دارد؛ مقداری که تقریباً با میدان مغناطیسی سیاره مشتری قابل مقایسه است.
البته از آنجا که این اندازهگیریها غیرمستقیم هستند، برای تأیید نهایی این فرضیه به مشاهدات بیشتری نیاز خواهد بود.
گامی بزرگ در شناخت جهانهای بیگانه
این مطالعه نشان میدهد دانشمندان اکنون از مرحله بررسی ویژگیهای منفرد سیارات عبور کردهاند و به تحلیلهای آماری گستردهتری رسیدهاند که میتواند الگوهای پنهان در جهانهای فراخورشیدی را آشکار کند.
یکی از پژوهشگران این پروژه، بیبیانا پرینوث، در توصیف این کشف میگوید:
«روی زمین ما زیبایی شفقهای قطبی را میبینیم؛ جایی که ذرات خورشیدی با میدان مغناطیسی زمین برخورد کرده و نورهای رنگارنگی در آسمان ایجاد میکنند. دوست دارم تصور کنم که برخی از این سیارات نیز آسمانی دارند که نهتنها از ستارگان، بلکه از پردههای عظیم نورهای رنگی پوشیده شده است؛ نورهایی که بر فراز جهانی میرقصند که نیمی از آن در روشنایی ابدی و نیمی دیگر در تاریکی همیشگی فرو رفته است.»
