...
سیارات نوزاد در توده های چرخان گاز و غبار به نام دیسک های پیش سیاره ای شکل می گیرند و در حین انجام این فرآیند، جرم بیشتری کسب می کنند. بشر از بسیاری از این دیسک های پیش سیاره ای تصویربرداری کرده است اما ستاره شناسان تا به امروز تنها چند بار به سیارات در حال شکل گیری در آنها نگاه کرده اند.
به نقل از اسپیس، اکنون گروهی به رهبری دانشمندان دانشگاه میشیگان، دانشگاه آریزونا و دانشگاه ویکتوریا، قدرت ابزارهای حساس مادون قرمز جیمز وب را به این جستجوها افزوده اند. این گروه از جیمز وب برای رصد دیسک های پیش سیاره ای ستاره HL Tau، SAO 206462 و MWC 758 استفاده کردند و مشاهداتی را به داده های جمع آوری شده توسط تلسکوپ فضایی هابل و آرایه میلی متری بزرگ آتاکاما ALMA اضافه کردند تا بتوانند یک سیاره در حال شکل گیری را ببینند.
این تحقیقات همچنین فعل و انفعالات دیده نشده ای را بین دیسک های پیش سیاره ای و پوشش های گازی که نزدیک تر به ستاره هایی هستند که در قلب این دیسک ها قرار دارند، نشان داد.
گابریل کوگنو Gabriele Cugno ، عضو گروه و اخترشناس دانشگاه میشیگان در بیانیه ای گفته است: اساسا در هر دیسکی که با وضوح و حساسیت کافی مشاهده کرده ایم، ساختارهای بزرگی مانند شکاف ها، حلقه ها و در مورد ستاره SAO 206462، مارپیچ ها را دیده ایم. بیشتر این ساختارها را می توان با تشکیل سیارات در تعامل با مواد دیسک توضیح داد، اما توضیحات دیگری وجود دارد که شامل حضور سیارات غول پیکر نمی شود.
پیدا کردن یک سیاره غیرمنتظره
کوگنو تحقیقات جیمز وب را بر روی دیسک پیش سیاره ای اطراف پیش ستاره SAO 206462 انجام داد. یک پیش ستاره یک جسم ستاره ای است که هنوز جرم کافی برای شروع همجوشی هیدروژن به هلیوم در هسته آن انباشته نشده است.
در دیسک پیش سیاره ای اطراف SAO 206462، محققان سیگنال های یک سیاره در حال شکل گیری را مشاهده کردند اما این سیاره ای نبود که آنها انتظار دیدن آن را داشتند.
کوگنو می گوید: چندین شبیه سازی نشان می دهد که سیاره باید در داخل دیسک، عظیم، بزرگ، داغ و روشن باشد. اما ما آن را پیدا نکردیم. این بدان معناست که یا سیاره بسیار سردتر از چیزی است که ما فکر می کنیم، یا ممکن است توسط موادی پوشیده شده باشد که ما را از دیدن آن باز می دارد. آنچه ما پیدا کرده ایم یک گزینه سیاره ای متفاوت است اما نمی توانیم با اطمینان ۱۰۰ درصد بگوییم که این یک سیاره است یا یک ستاره پس زمینه کم نور یا کهکشان که تصویر ما را آلوده کرده است.
مشاهدات آینده به ما کمک می کند تا بفهمیم دقیقا به چه چیزی نگاه می کنیم.
این اولین بار نیست که دیسک SAO 206462 مورد توجه قرار می گیرد. هابل، آلما و تلسکوپ بسیار بزرگ VLT همگی این دیسک پیش سیاره ای را مورد مطالعه قرار داده اند و این مشاهدات نشان می دهد که از دو مارپیچ قوی تشکیل شده است.
این مارپیچ ها احتمالا توسط یک سیاره در حال شکل گیری ایجاد می شوند. با این حال، قبل از جست وجوی این سیاره با جیمزوب، محققان انتظار داشتند که سیاره غول پیکر گازی ببینند که عمدتا از هلیوم تشکیل شده است مانند زحل یا مشتری.
کوگنو می گوید: مشکل این است که هر چیزی که ما در تلاش برای تشخیص آن هستیم صدها هزار بار کم نورتر از ستاره است. این مانند تلاش برای تشخیص یک لامپ کوچک در کنار یک فانوس دریایی است.
دوربین مادون قرمز نزدیک NIRCam جیمز وب به کوگنو و همکارانش اجازه داد تا عمیق تر در دیسک SAO 206462 کاوش کنند و انرژی حرارتی سیاره را شناسایی کنند، که بخشی از آن با ریختن مواد با سرعت بالا بر روی آن آزاد می شود.
بازوهای مارپیچی در دیسک پیش سیاره ای اطراف ستاره نوزاد SAO 206462
کوگنو می گوید: وقتی مواد روی سیاره می ریزد، به سطح آن ضربه می زند و یک خط انتشار در طول موج های مشخصی ایجاد می کند. ما از مجموعه ای از فیلترهای باند باریک برای شناسایی این برافزایش استفاده می کنیم. این کار قبلا از روی زمین در طول موج های نوری انجام شده است، اما این اولین بار است که در طیف مادون قرمز با جیمز وب انجام می شود.
این نشان می دهد که سیاره ای با حدود ۳۰۰ برابر فاصله زمین و خورشید از پیش ستاره مرکزی جدا شده است. غول های گازی معمولا بسیار نزدیک تر از این به ستاره های خود شکل می گیرند و برخی از آنها پس از پراکنده شدن دیسک پیش سیاره ای به بیرون مهاجرت می کنند.
نتایج دوربین مادون قرمز نزدیک وجود جسمی در دیسک با جرم بیشتر از ۲.۲ برابر مشتری را رد کرد و کوگنو و همکارانش به این نتیجه رسیدند که اگر یک غول گازی وجود داشته باشد که مارپیچ های منظمی از قرص پیش سیاره ای SAO 206462 را مصرف کرده است، باید خیلی سرد باشد.
جوانترین ستاره دارای مواد مناسب برای تشکیل سیاره است
همانطور که کوگنو و همکارانش به دیسک اطراف SAO 206462 نگاه کردند، کامرین مولین Camryn Mullin ، محقق دانشگاه ویکتوریا، از جیمز وب برای مطالعه ستاره HL Tauri استفاده کرد. این نوزادی است که در حدود ۴۵۰ سال نوری از زمین قرار دارد و توسط تلسکوپ های زیادی مورد بررسی قرار گرفته است.
HL Tau با سن تخمینی بیش از یک میلیون سال در مقایسه با خورشید میانسال ۴.۶ میلیارد ساله ما، جوانترین ستاره در بررسی دیسک پیش سیاره ای جیمز وب است.
دیسک گرد و غبار اطراف ستاره HL Tau
مولین می گوید: HL Tau جوانترین منظومه در بررسی ما است و هنوز هم توسط جریان متراکم غبار و گازی که روی دیسک می ریزد احاطه شده است.
دیسک HL Tau دارای تعدادی شکاف و حلقه هایی به اندازه منظومه شمسی است که می تواند میزبان سیارات باشد. با این حال، به دلیل پر غبار بودن دیسک و جوان بودن منظومه، حتی جیمز وب نیز بعید است که سیارات اطراف HL Tau را مستقیما ببیند.
کوین واگنر Kevin Wagner ، عضو گروه هابل ناسا در رصدخانه استوارد دانشگاه آریزونا، دیسک پیش سیاره ای MWC 758 را با جیمز وب بررسی کرد. این یک دیسک پیش سیاره ای دیگر با بازوهای مارپیچی است که می تواند حضور یک سیاره عظیم را نشان دهد.
این سیاره احتمالی و هر سیاره دیگری در مطالعه آنها آشکار نشد، اما حساسیت و قدرت جیمز وب به آنها اجازه داد تا محدودیت هایی را برای سیاره های تشکیل دهنده بالقوه در این دیسک پیش سیاره ای ایجاد کنند. این شامل رد احتمال وجود سیارات در حومه دیسک، دور از ستاره MWC 758 بود.
تصویری از سیاره در حال تشکیل دیسک در اطراف ستاره MWC 758
واگنر می گوید: فقدان سیارات شناسایی شده در هر سه منظومه به ما می گوید که سیاراتی که باعث شکاف ها و بازوهای مارپیچی می شوند یا خیلی نزدیک به ستاره های میزبان خود هستند و یا خیلی کم نور هستند که با جیمز وب دیده نمی شوند.
به گفته محققان، تحقیقاتی از این قبیل در مورد شکل گیری سیارات در اطراف ستارگان جوان برای درک چگونگی توزیع مواد در منظومه های جوان و چگونگی شکل گیری تجمعات بالغی مانند منظومه شمسی بسیار مهم است.
این تحقیق ممکن است در نهایت برای درک چگونگی تشکیل زمین و چگونگی پشتیبانی از حیات مهم باشد.
تحقیقات این تیم در سه مقاله که هفته گذشته در مجله Astronomical منتشر شد، مورد بحث قرار گرفته است.
منبع:ایسنا
