حل معمای هزاران ساله درباره ماده حیاتی؛ آب چگونه به کره زمین رسید؟
تاریخ انتشار: ۲۸ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۳۶۱۵۶۴
یورونیوز نوشت: در حالی که ۷۱ درصد از سطح سیاره زمین از آب تشکیل شده است، با این حال هیچ‌کس دقیق نمی‌داند که چگونه و چه زمانی این حجم عظیم آب به زمین رسیده است. اکنون دانشمندان در آمریکا در یک مطالعه جدید می‌گویند ممکن است به پاسخی برای این سوال رسیده باشند.
دانشمندان برای دریافتن منشأ وجود آب در کره زمین شهاب‌سنگ‌های ذوب‌شده‌ای را که از زمان شکل‌گیری منظومه شمسی در ۴ و نیم میلیارد سال پیش در فضا شناور بودند، مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
مگان نیوکامب، استادیار زمین‌شناسی در دانشگاه مریلند که هدایت این تحقیق را برعهده داشته است، می‌گوید: «ما می‌خواستیم بفهمیم که سیاره ما چگونه توانسته آب به دست بیاورد، چرا که وجود آب و داشتن اقیانوس‌های سطحی در سیاره‌ای کوچک و نسبتاً نزدیک به خورشید یک پدیده چالش‌برانگیز است.»
تیم محققان در پژوهش خود ۷ شهاب‌سنگ ذوب‌شده متعلق به گونه شهاب‌سنگ‌های «آکندریتی» را که میلیاردها سال پس از جداشدن از سیاره‌شان به زمین برخورد کرده‌اند مورد مطالعه قرار دادند. آنان تصور می‌کنند شماری از این نمونه شهاب‌سنگ‌ها از بخش‌های درونی منظومه شمسی، جایی که زمین در آن قرار دارد و معمولاً فرض می‌شود شرایط گرم و خشک بوده است، آمده‌اند. نمونه‌های کمیاب‌تر دیگر اما گمان می‌رود از بخش‌های بیرونی منظومه به زمین رسیده‌اند که به طور کلی ناحیه سردتر و یخی‌تر منظومه ما را تشکیل می‌دهند.
از آن‌جایی که این شهاب‌سنگ‌ها به تازگی روی زمین سقوط کرده‌اند، این برای اولین بار بود که دانشمندان میزان آب آنها را اندازه‌گیری می‌کردند. در این تحقیق ابتدا از یک میکروکاوشگر الکترونی برای اندازه‌گیری سطوح منیزیم، آهن، کلسیم و سیلیکون آنها استفاده شد و سپس دانشمندان در آزمایشگاه مؤسسه علوم زمین و سیارات کارنگی محتوای آب این اجرام را با دستگاه طیف‌سنجی جرمی یونی ثانوی اندازه‌گیری کردند.
در واقع دانشمندان پس از مشاهده نتایج آزمایش نمونه‌های شهاب سنگ آکندریتی دریافتند که آب، کمتر از دو میلیونیوم جرم آنها را تشکیل می‌دهد. در مقام مقایسه، مرطوب‌ترین شهاب‌سنگ‌ها (که به نام کندریت‌های کربنی شناخته می‌شوند) حاوی حدود ۲۰ درصد آب یا به عبارتی ۱۰۰ هزار برابر بیشتر از آب داخل نمونه شهاب‌سنگ‌های مورد مطالعه هستند.
یافته‌های جدید این این گمانه‌زنی را تقویت می‌کند که احتمالاً آب از طریق شهاب‌سنگ‌های ذوب‌نشده یا کندریتی به زمین رسیده باشد. فرضیه آورده شدن آب توسط شهاب‌سنگ‌ها فرضیه‌ای رایج در علم زمین‌شناسی به شمار می‌رود، با این حال هنوز مشخص نیست چه نوع اجرامی می‌توانسته‌اند آب را در سراسر منظومه شمسی با خود حمل کرده و به زمین آورده باشند.
پژوهشگران می‌گویند یافته‌های جدید به آنان اجازه می‌دهد شرایطی که زمین را به یک سیاره قابل سکونت تبدیل کرده بهتر درک کنند. این کشفیات همچنین می‌تواند پیامدهای مهمی در زمینه جستجوی آب و حیات در سیارات فراخورشیدی دیگر به همراه داشته باشد.
منبع: خرداد
کلیدواژه: آب نجوم شهاب سنگ شهاب سنگ ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.khordad.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خرداد» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۳۶۱۵۶۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
نقشه تلسکوپ فضایی «جیمز وب» از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی
«تلسکوپ فضایی جیمز وب» به پژوهشگران در نقشه‌برداری از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی کمک کرد.
به گزارش ایسنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با موفقیت از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» برای ترسیم نقشه آب‌وهوایی یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی داغ استفاده کردند.
به نقل از ناسا، بررسی‌های دقیق در طیف گسترده‌ای از نور فروسرخ میانی، همراه با مدل‌های سه‌بعدی آب‌وهوا و مشاهدات پیشین تلسکوپ‌های دیگر، وجود ابرهای متراکم و مرتفع را نشان می‌دهند که آسمان را هنگام روز و شب می‌پوشانند و همچنین، بادهای استوایی را به نمایش می‌گذارند که گازهای جوی را با سرعت ۵۰۰۰ مایل در ساعت در اطراف سیاره فراخورشیدی «WASP-43 b» ادغام می‌کنند.
این جدیدترین نمایش علم سیارات فراخورشیدی به شمار می‌رود که اکنون با توانایی خارق‌العاده جیمز وب برای بررسی تغییرات دما و تشخیص گازهای اتمسفر در تریلیون‌ها مایل دورتر امکان‌پذیر شده است.
سیاره فراخورشیدی WASP-43 b یک نوع «مشتری داغ»(Hot Jupiter) است. این سیاره هم‌اندازه مشتری عمدتا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و بسیار داغ‌تر از سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی است. اگرچه ستاره آن کوچک‌تر و سردتر از خورشید است اما WASP-43 b در فاصله ۱.۳ میلیون مایلی می‌چرخد که کمتر از یک بیست و پنجم فاصله بین عطارد و خورشید است.
با چنین مداری، سیاره از نظر جزر و مدی قفل می‌شود؛ به این معنی که یک طرف آن به طور مداوم روشن است و طرف دیگر در تاریکی دائمی قرار دارد. اگرچه طرف شب هرگز هیچ تابش مستقیمی را از ستاره دریافت نمی‌کند اما بادهای شدید در حال وزش به سمت شرق، گرما را از طرف روز به اطراف انتقال می‌دهند.
از زمان کشف سیاره WASP-43 b در سال ۲۰۱۱، تلسکوپ‌های متعددی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر» آن را رصد کرده‌اند. «تیلور بل»(Taylor Bell) پژوهشگر «مؤسسه تحقیقات محیطی منطقه خلیج»(BAERI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با تلسکوپ فضایی هابل، به وضوح می‌توانیم ببینیم که بخار آب در طرف روز سیاره وجود دارد. هابل و اسپیتزر هر دو نشان دادند که ممکن است ابرهایی در سمت شب وجود داشته باشند اما ما به بررسی‌های دقیق‌تر با تلسکوپ فضایی جیمز وب نیاز داشتیم تا نقشه‌برداری را از دما، پوشش ابر، بادها و ترکیب دقیق‌تر اتمسفر در سراسر سیاره آغاز کنیم.
اگرچه WASP-43 b آن قدر کوچک، کم‌نور و نزدیک به ستاره خود است که تلسکوپ نمی‌تواند مستقیما آن را ببیند اما دوره مداری کوتاه سیاره که تنها ۱۹.۵ ساعت است، آن را برای «طیف‌سنجی منحنی فاز» ایده‌آل می‌کند. روش طیف‌سنجی منحنی فاز شامل بررسی تغییرات کوچک در روشنایی منظومه ستاره-سیاره در حالی است که سیاره به دور ستاره می‌چرخد.
از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.
این گروه پژوهشی به مدت بیش از ۲۴ ساعت از «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب برای اندازه‌گیری نور منظومه WASP-43 در هر ۱۰ ثانیه استفاده کردند. بل توضیح داد: ما با مشاهده کل یک مدار توانستیم دمای طرف‌های متفاوت سیاره را هنگام چرخش در دید محاسبه کنیم. براساس این محاسبات، ما توانستیم نقشه‌ای را از دمای سراسر سیاره بسازیم.
اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای هوای طرف روز سیاره به طور میانگین نزدیک به ۱۲۵۰ درجه سلسیوس است؛ در حالی که دمای طرف شب به ۶۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و به طور قابل توجهی خنک‌تر است. این داده‌ها به یافتن داغ‌ترین نقطه روی سیاره کمک می‌کنند که از نقطه دریافت‌کننده بیشترین تشعشعات ستاره‌ای، کمی به سمت شرق جابه‌جا می‌شود. این تغییر به دلیل وزش بادهایی رخ می‌دهد که هوای گرم را به سمت شرق حرکت می‌دهند.
«مایکل رومن»(Michael Roman) پژوهشگر «دانشگاه لستر»(University of Leicester) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعیت که ما می‌توانیم دما را به این روش ترسیم کنیم، گواه واقعی بر حساسیت و ثبات جیمز وب است.
پژوهشگران برای تفسیر نقشه، از مدل‌های جوی سه‌بعدی پیچیده مانند مدل‌هایی استفاده کردند که برای درک آب‌وهوا و اقلیم روی زمین به کار می‌روند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که طرف شب سیاره احتمالا در یک لایه متراکم و مرتفع از ابرها پوشیده شده است و این لایه، مانع راه یافتن بخشی از نور فروسرخ به فضا می‌شود. در نتیجه، اگرچه طرف شب بسیار گرم است اما نسبت به زمانی که ابری در آن وجود نداشته، کم‌نورتر و خنک‌تر به نظر می‌رسد.
طیف گسترده نور فروسرخ میانی که توسط جیمز وب گرفته شده است، اندازه‌گیری میزان بخار آب و متان اطراف سیاره را ممکن می‌سازد. «جوآنا بارستو»(Joanna Barstow) پژوهشگر «دانشگاه آزاد انگلستان»(The Open University of UK) و از پژوهشگران این پروژه گفت: جیمز وب به ما فرصت داده است تا دقیقا متوجه شویم کدام مولکول‌ها را می‌بینیم و محدودیت‌هایی را برای فراوانی آنها قائل شویم.
طیف‌های بررسی‌شده نور، نشانه‌های آشکاری را از بخار آب در طرف شب و طرف روز سیاره نشان می‌دهند که اطلاعات بیشتری را درباره تراکم ابرها و ارتفاع آنها در جو ارائه می‌کنند.
همچنین، پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که داده‌ها کمبود متان را در همه نقاط جو نشان می‌دهند. از آنجا که روز برای وجود متان خیلی گرم است، متان باید هنگام شب خنک‌تر، پایدار و قابل تشخیص باشد.
بارستو توضیح داد: این واقعیت که ما متان نمی‌بینیم، به ما می‌گوید که سرعت باد در سیاره WASP-43 b باید به حدود ۵۰۰۰ مایل در ساعت برسد. اگر بادها گاز را از طرف روز به طرف شب سیاره حرکت دهند و دوباره به سرعت بازگردند، زمان کافی برای بروز واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده مقادیر قابل تشخیص متان در سمت شب وجود نخواهد داشت.
پژوهشگران معتقدند که به دلیل این اختلاط ناشی از باد، شیمی اتمسفر در سراسر سیاره یکسان است. این نتیجه در پژوهش‌های پیشین که با تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر انجام شدند، مشخص نبود.
این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.
در انیمیشن زیر می‌توانید نقشه دمای سیاره WASP-43 b را ببینید.
انتهای پیام
گزارشگر قديمى راديو دار فانى را وداع گفت