با تحلیل جدید دادههای رصدی تلسکوپ فضایی جیمز وب، یک گام به پیشبینی وضعیت آبوهوای میانستارهای نزدیکتر شدهایم — دستکم یک گام نخستین.
اخترشناسان پیش از آنکه بتوانند وضعیت آبوهوای جهانهای فراتر از منظومه شمسی را پیشبینی کنند، باید بدانند چه عواملی جو این سیارات را هدایت میکند و آیا وضعیت جوی آنها از الگوهای قابل تشخیصی پیروی میکند یا خیر. پژوهشگران در مطالعهای جدید بر پایه دادههای تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، جهانی را در فاصله حدود ۲۰ سال نوری موسوم به SIMP 0136 مورد بررسی قرار دادند و بخش عمدهای از تغییرپذیری جوی آن را به دو عامل نسبت دادند: تفاوتهای دمایی و تغییرات در ساختار عمودی ابرها.
کوتوله قهوهای SIMP 0136 دقیقاً یک سیاره فراخورشیدی نیست، بلکه در رده کوتولههای قهوهای (Brown dwarfs) جای میگیرد. کوتولههای قهوهای مرز مبهم میان سیارات و ستارگان را پر میکنند. جرم آنها معمولاً از سیارات بیشتر است، اما قادر به تداوم همجوشی هیدروژنی که انرژی ستارگان را تأمین میکند نیستند. با این حال، از آنجا که اخترشناسان میتوانند آنها را مستقیماً رصد کنند، کوتولههای قهوهای آزمایشگاههایی مناسب برای مطالعه جو جهانهای غولپیکر شبهسیاره فراخورشیدی فراهم میآورند.
این تیم تحقیقاتی با استفاده از روشی موسوم به تحلیل مؤلفههای اصلی (Principal Component Analysis)، تغییرات ظریف درخشندگی را که همزمان با چرخش SIMP 0136 رخ میداد بررسی کرد و مجموعهدادهای پیچیده را به چند الگوی اصلی که مسئول بخش عمده تغییرات بودند تلخیص نمود. این تحلیل نشان داد که سه وضعیت آبوهوایی تکرارشونده با چرخش جرم پدیدار و ناپدید میشوند؛ برخی نواحی داغتر و پوشیده از ابرهای نازکتر بودند، در حالی که نواحی خنکتر ابرهای ضخیمتری داشتند که تا ارتفاع بیشتری از جو کشیده شده بودند.
با این حال، شناسایی وضعیتهای آبوهوایی تکرارشونده تنها بخشی از ماجراست. برای انجام پیشبینیهای واقعی، اخترشناسان همچنین باید بدانند آیا یک جو بارها و بارها از قوانین یکسانی پیروی میکند یا خیر — و در این مورد، پاسخ مثبت بود. مرل شرادر، دانشجوی دوره دکتری در کالج ترینیتی دوبلین و نویسنده اصلی این مطالعه، در بیانیهای اظهار داشت: «ما دریافتیم که این محرکهای الگوهای آبوهوایی در SIMP-0136 در طول زمان تداوم دارند، حتی در شرایطی که ظاهر جزئی جو در بیش از دوازده چرخش دستخوش دگرگونی میشود.»
این روش هنوز به اخترشناسان امکان پیشبینی شرایط فردا را در جهانی دوردست نمیدهد، اما راهکاری نسبتاً سریع برای شناسایی نیروهای شکلدهنده به یک جو، پیش از اجرای مدلهای رایانشی سنگینتر، به دانشمندان ارائه میکند.
یوهانا فوس، دانشیار کالج ترینیتی دوبلین و از نویسندگان همکار در این مطالعه، در بیانیهای بیان کرد: «بهکارگیری این روش بر روی طیف گستردهای از کوتولههای قهوهای و سیارات فراخورشیدی غولپیکر به ما کمک خواهد کرد تا سامانههای آبوهوایی متنوعی را که جهانهای بسیار دورتر از منظومه شمسی را شکل میدهند، بهتر درک کنیم.»
این پژوهش در تاریخ ۱۶ سپتامبر در نشریه اخترشناسی و اخترفیزیک (Astronomy & Astrophysics) به چاپ رسید.