کشف متان در یک سیاره فراخورشیدی دور توسط ناسا

اگر یک ماده شیمیایی باشد که کشف آن در سیاره‌های دیگر دانشمندان را شوق‌زده کند، این ماده متان است. یقیناً متان لزوماً یک نشانه زیستی نیست و می‌تواند منبع های غیرزیستی نیز داشته باشد. اما کشف متان در یک سیاره فراخورشیدی یعنی آن سیاره لایق بازدید زیاد تر است.

متان دقت دانشمندان را جلب می‌کند، چون عمر کوتاهی در اتمسفر سیارات دارد. متان در اتمسفر سیاره‌ها، مخصوصاً سیاره‌های سنگی، نمی‌تواند در برابر تابش‌های ستاره‌ای تاب بیاورد. نور متان را تجزیه می‌کند؛ درنتیجه برای این که متان به‌طور دائمی در اتمسفر یک سیاره وجود داشته باشد، باید به‌طور مدام تشکیل بشود.

منبع متان در سیارات

اگر یک سیاره سنگی متان بسیاری داشته باشد، منبع آن نیز باید بزرگ باشد. این کار وجود یک منبع زیستی را محتمل می‌کند. روی زمین، فعالیت‌های زیستی به‌سادگی متان بسیاری تشکیل می‌کنند.

متان در منظومه شمسی متداول است، اما لزوماً زیاد نیست. همه متان‌های خارج از زمین، منشأ غیرزیستی دارند. برای مثال، فرایندهایی همانند سرپنتاینی‌شدن (Serpentinization) می‌توانند منشأ متان را توضیح دهند.

سرپنتاینی‌شدن یک فرایند طبیعی و غیرزیستی است شامل آب، کربن دی‌اکسید و کانی اُلیوین (Olivine). الیوین در زمین زیاد است و آن را روی ماه، مریخ و برخی از سیارک‌ها یافته‌ایم. این چنین برخی از مدل‌های شیمیایی، وجود متان را در اتمسفر غول‌های گازی پیش‌بینی می‌کنند.

متان در سیاره فراخورشیدی WASP-80b

به‌تازگی تلسکوپ فضایی جیمز وب در اتمسفر سیاره فراخورشیدی WASP-80b، یک غول گازی با جرم نصف مشتری، گاز متان کشف کرده است. سیاره WASP-80b دور یک ستاره کوتوله قرمز با عمر ۱٫۵ میلیارد سال می‌گردد و ۱۶۲ سال نوری از زمین فاصله دارد.

از آن‌جا که WASP-80b یک غول گازی است، گمان وجود حیات، به‌جز برخی انواع زیاد تخیلی آن، رد می‌بشود. این چنین در سیارات گازی الیوین و فرایند سرپنتاینی‌شدن وجود ندارد. بااین‌حال، این کشف هم چنان دلنشین است.

یک علت این است که می‌توانیم آن را با اتمسفر متان‌دار اورانوس و نپتون قیاس کنیم. از آن‌جا که کشف متان در سیارات فراخورشیدی زیاد نادر است، هرگونه کشف این گاز می‌تواند نقشی مهم در گسترش نظریه‌های اتمسفر سیارات و راهنمایی پژوهش‌های آینده داشته باشد.

از آن‌جا که سیاره WASP-80b زیاد دور است و زیاد به ستاره خود نزدیک است (یک گردش مداری آن تنها سه روز طول می‌کشد)، دانشمندان از ترکیب نورهای سیاره و ستاره در زمان عبور سیاره از جلو و پشت ستاره برای تشخیص متان منفعت گیری کرده‌اند.

تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر سیارات زیاد اندکی را با گاز متان در اتمسفرشان شناسایی کرده بودند. این فقدان کشف متان علتشده می بود تا دانشمندان نظریه‌های مختلفی را برای توضیح نبوده است متان در اتمسفر سیارات اراعه دهند.

ابزارهای NIRCam و MIRI برای تصویربرداری فروسرخ نزدیک و میانی در تلسکوپ جیمز وب قوت زیاد بالایی دارند و می‌توان انتظار داشت این تلسکوپ متان را در اتمسفر سیارات بیشتری کشف کند.

به این ترتیب، باید دید که این کشف‌ها چه تأثیری روی نظریات اتمسفر سیاره‌های فراخورشیدی می‌گذارند. این گمان وجود دارد که نظریات قبل رد شوند و متان چنان زیاد باشد که دیگر نتوانیم آن را به‌گفتن یک نشانگر زیستی درنظر بگیریم.