شکل گیری سیارات کوچک دور یک ستاره جوان برای دومین بار دیده شد

0
4
سیارات کوچک
سیارات کوچک

۳۷۰ سال نوری دور از ما، یک منظومه خورشیدی در حال ساختن سیارات کوچک است. ستاره مرکز این منظومه هنوز خیلی جوان است و فقط ۶ میلیون سال سن دارد. سیاراتش هم دو سیاره عظیم از نوع غول گازی هستند که روی ماده گازی دیسک حلقوی ستاره نشسته‌اند.

ستاره میزبان این منظومه PDS 70 نام دارد. اندازه و جرم این ستاره کمی از خورشید ما کوچکتر است و هنوز جرمش در حال رشد کردن است. این ستاره جوان یک ستاره T Taur است؛ یعنی خیلی جوان است و تازه زندگیشان شروع شده. چون ستاره خیلی جوان است، سیارات هنوز در مرحله شکل‌گیری در مدار دورش هستند. دیدن سیارات کوچک و نوپا در حال شکل‌گیری چیزی است که ستاره‌شناسان به تازگی در آن پیشرفت کرده‌اند و تجربه بدیعی محسوب می‌شود.

نکته جالب درباره تصاویر این سیارات جوان و در حال شکل‌گیری اینست که شواهد نظریه‌ درباره نحوه شکل‌گیری سیارات در منظومه‌های خورشیدی جدید محسوب می‌شوند. این نظریه، فرضیه سحابی یا میغ‌وارگی نام دارد و چند دهه عمر دارد اما شواهد رصدی کافی برای پشتیبانی از آن وجود ندارد.

فرضیه سحابی

ستاره‌ها از ابرهای عظیم هیدروژنی به نام ابرهای مولکولی شکل می‌گیرند. ابرهای مولکولی از لحاظ گرانشی ناپایدارند و گازها هم به توده شدن متمایل هستند. در نهایت، یکی از این توده‌ها شروع به بزرگ و بزرگتر شدن می‌کند. بعد از آن ابر به شکل یک پنکیک صاف می‌شود و شروع به چرخش می‌کند. وقتی توده مرکزی به اندازه کافی متراکم بشود، یک همجوشی ایجاد می‌کند و یک ستاره متولد می‌شود.

اما ستاره مرکز منظومه تنها توده نیست. در گاز چرخنده، توده‌های کوچک دیگر هم شکل می‌گیرد که می‌توانند به سیارات کوچک تبدیل بشوند. برخی از سیارات گازی مثل مشتری و زحل در منظومه شمسی خودمان، می‌توانند خیلی بزرگ بشوند. ستاره‌شناسان گاهی به مشتری و زحل «ستاره‌های مغلوب» هم می‌گویند چون در مسیر ستاره شدن بوده‌اند اما نتوانستند به آن مرحله برسند.

در ساختنی بخوانید :
ویدیو : ربات MicroTug می تواند 2000 برابر وزن خودش بار بکشد!

اگر بتوانید فرایند را در آن مرحله متوقف کنید، ستاره‌ای جوان در مرکز ابر صاف و گردانی از گازها را خواهید دید. اما در گاز شکاف‎های حلقه‌ای شکلی می‌بینید که سیارات در آنجا مواد را جذب می‌کنند و به سیاره تبدیل می‌شوند. از اینجا به بعد دیگر ابر مولکولی نداریم بلکه دیسک پیش‌سیاره‌ای داریم چون ابر گازی دیگر شبیه دیسک شده و پیش سیاره‌ها در آن شکل می‌گیرند.

این دقیقا چیزی است که ستاره‌شناسان موفق به دیدنش شده‌اند.

بهترین عکس از دیسک پیش سیاره‌ای تا به امروز
بهترین عکس از دیسک پیش سیاره‌ای تا به امروز

دیدن سیارات کوچک واقعی

نکته جالب درباره این تصویر جدید اینست که نه تنها می‌توانیم شکاف‎ها و حلقه‎هایی که وجود سیارات را تایید می‌کنند را ببینیم بلکه خود سیارات هم دیده می‌شوند. و این دومین باری است که ایجاد شکاف در دیسک در منظومه‌های دو سیاره‌ای را می‌بینیم. دفعه قبل یک منظومه چهار سیاره‌ای به نام HR 8799 در سال ۲۰۰۸ تصویربرداری شد. محققان در این مطالعه از طیف‌سنج MUSE روی تلسکوپ وی‌ال‌تی استفاده کردند.

دیدن داخل دیسک پیش‌سیاره‎ای کار دشواریست. نه تنها ستاره خیلی درخشان است و روی تصویر مسلط می‌شود بلکه گازها و غبارهای داخل دیسک می‎توانند نور ساطع شده از سیارات کوچک و در حال شکل‌گیری را مسدود کنند. ابزار MUSE توانایی قفل شدن روی نوری که از هیدروژن داخل ابر می‌آید را دارد. همین نور هم نشانه انباشته شدن هیدروژن در سیارات در حال شکل‌گیری است.

با تجهیزاتی مثل آلما، هابل و تلسکوپ‌های نوری بزرگ می‌توان دیسک‎های پر از حلقه و شکاف را رصد کرد. اما همیشه این سوال باقی می‌ماند که آیا سیاره‌ای هم آنجا وجود دارد؟ درباره منظومه ستاره PDS 70 جواب مثبت بوده است.

در ساختنی بخوانید :
اخبار علمی : با این لنز تولید عینک در دنیا متوقف خواهد شد
مجموعه ای از تصاویر دیسک های پیش سیاره‌ای گردآوری شده توسط آلما
مجموعه ای از تصاویر دیسک های پیش سیاره‌ای گردآوری شده توسط آلما

چیزی که تیم تحقیقاتی موفق به کشفش شدند، سیاره‌ای به نام PDS 70c بود. سیاره دیگر این منظومه که سال گذشته شناسایی شده بود هم PDS 70b نام داشت.

سیاره جدید (PDS 70c) نزدیک به لبه خارجی دیسک قرار دارد و تقریبا ۳.۳ میلیارد مایل از ستاره فاصله دارد. این به اندازه فاصله نپتون از خورشید است. فعلا فقط تخمین‌های مقدماتی درباره جرم سیاره زده شده اما انتظار می‌رود یک تا ده برابر جرم مشتری را داشته باشد.

سیاره کشف شده قبلی (PDS 70b)  دو میلیارد مایل از ستاره فاصله دارد؛ چیزی به اندازه فاصله اورانوس از خورشید در منظومه شمسی. جرمش هم ۴ تا ۱۷ برابر جرم مشتری است.

تصویر منظومه دو سیاره‌ای شناسایی شده. در این تصویر ستاره مرکزی در محل ستاره سفید، سیاره PDS 70 b در سمت چپ پایی و سیاره PDS 70 c در سمت راست بالا قرار دارد.
تصویر منظومه دو سیاره‌ای شناسایی شده. در این تصویر ستاره مرکزی در محل ستاره سفید، سیاره PDS 70 b در سمت چپ پایی و سیاره PDS 70 c در سمت راست بالا قرار دارد.

منتظر تلسکوپ جیمز وب هستیم

عکس گرفتن از این سیارات کوچک فراخورشیدی، نوعی اتفاق خوشایند برای طیف‌سنج MUSE محسوب می‌شود. این ابزار در اصل برای مطالعه کهکشان‌ها و خوشه‌های ستاره‌ای طراحی شده‌ بود. اما بعدا مشخص شد در تشخیص سیارات فراخورشیدی در حال شکل‌گیری هم خوب عمل می‌کند. در نهایت هم این اتفاق باعث شد فرضیه سحابی از یک فرضیه به نظریه پذیرفته‎ شده تبدیل بشود.

در آینده (آینده‌ای که مرتب عقب می‌افتد) تلسکوپ فضایی جیمز وب، مطالعه سیارات جوانی که در این دیسک‌ها شکل می‌گیرند را تسهیل خواهد کرد. وقتی انتظار طولانی راه‌اندازی این تلسکوپ فضایی به سر بیاید، ستاره‌شناسان می‌توانند در طول‌ موج‌های خاص نور که توسط هیدروژن انباشته شده ساطع می‌شوند، رصد و نقطه‌گذاری انجام بدهند.

این یعنی دانشمندان می‌توانند دمای گاز هیدروژن در دیسک و تراکم آن را اندازه‌گیری کنند. شناخت هر دوی اینها به ما کمک می‌کند نحوه شکل‌گیری سیارات گازی بزرگ را درک کنیم.

در ساختنی بخوانید :
ماموریت فضایی LUNAR میخواهد موی شما را در ماه دفن کند

اما فعلا حداقل عکس این سیارات کوچک را داریم. وقتی دانشمندان به کهکشان می‌نگرند و این منظومه‌های ستاره‌ای جوان و شکاف‌های داخل دیسک‎ها را می‌بینند، از وجود سیارات در آنها مطمئن می‎شوند.

منبع