رصد تولد سیارات با تلسکوپ جیمز وب / کشف بی‌سابقه در سامانه PDS 70
برنا - گروه علمی و فناوری: دانشمندان با استفاده از تلسکوپ جیمز وب، تصویری شگفت‌انگیز از مراحل اولیه شکل‌گیری سیارات در سامانه PDS ۷۰ ثبت کردند.
گروهی از ستاره‌شناسان کانادایی با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) گامی بزرگ در درک چگونگی شکل‌گیری سیارات برداشته‌اند. آنها سامانه ستاره‌ای جوان PDS ۷۰ را بررسی کردند که دو سیاره در حال رشد در مدار خود دارد. این سامانه که در فاصله ۳۷۰ سال نوری از زمین قرار گرفته، فرصتی نادر برای مشاهده روند شکل‌گیری و تکامل سیارات در مراحل اولیه رشدشان فراهم می‌کند.
به گزارش فیزیکس اوآرجی، این مطالعه که به سرپرستی دوری بلیکلی، دانشجوی دکتری دانشگاه ویکتوریا و با همکاری یک تیم بین‌المللی انجام شده، با استفاده از ابزار‌های خاص تلسکوپ جیمز وب، جزئیات جدیدی از این سیارات و قرص گازی و غباری که در آن شکل می‌گیرند، آشکار کرده است. یافته‌های این تحقیق که در نشریه اخترشناسی (The Astronomical Journal) منتشر شده، بینشی تازه درباره رشد سیارات و رقابت آنها با ستاره میزبانشان برای جذب مواد ارائه می‌دهد.
ستاره‌ای جوان و مهدکودکی برای سیارات
PDS ۷۰ ستاره‌ای ۵ میلیون ساله است که در مقایسه با خورشید ۴.۶ میلیارد ساله ما، بسیار جوان محسوب می‌شود. این ستاره درون قرصی از گاز و غبار قرار دارد که به شکل یک دیسک تخت درآمده و در مرکز خود شکافی بزرگ دارد. در این فضای خالی، دو سیاره PDS ۷۰ b و PDS ۷۰ c در حال شکل‌گیری هستند. این ناحیه در واقع یک کارگاه ساخت سیارات است که در آن دنیا‌های جدید در حال جذب مواد برای رشد هستند.
دوری بلیکلی، نویسنده اصلی این پژوهش، می‌گوید: «ما تصاویری از مراحل اولیه رشد سیارات را مشاهده می‌کنیم و می‌بینیم که چگونه این دنیا‌ها برای بقا در مهد کیهانی خود رقابت می‌کنند. نکته شگفت‌انگیز این است که نه‌تنها خود سیارات، بلکه فرآیند شکل‌گیری آنها را نیز می‌توانیم ببینیم. این سیارات در حال رقابت با ستاره خود و یکدیگر برای جذب گاز و غبار مورد نیازشان هستند.»
روش نوآورانه JWST برای رصد سیارات
برای دستیابی به چنین نمای واضحی از این سیارات و قرص اطراف آنها، تیم تحقیقاتی از طیف‌نگار فروسرخ نزدیک و بدون شکاف (NIRISS) تلسکوپ جیمز وب در حالت تداخل‌سنجی ماسک‌گذاری دهانه‌ای (AMI) استفاده کرد. در این روش، ماسکی ویژه با چندین سوراخ ریز روی تلسکوپ قرار داده شد که فقط بخش کوچکی از نور (حدود ۱۵ درصد) را عبور می‌دهد و باعث ایجاد الگو‌های تداخلی می‌شود. این الگو‌ها شبیه امواج حاصل از برخورد دو سنگریزه روی سطح آب هستند و تحلیل آنها امکان مشاهده جزئیات پنهان سامانه را با دقت بالا فراهم می‌کند.
رنه دویون، مدیر مؤسسه تحقیقات فراخورشیدی تروتیه (IREx) و پژوهشگر اصلی ابزار NIRISS، در این باره توضیح می‌دهد: «این تکنیک نوآورانه مانند کم کردن نور خیره‌کننده ستاره‌ای جوان است تا بتوانیم آنچه را که اطراف آن قرار دارد، ببینیم؛ در این مورد، سیارات.»
سیارات در حال رشد، هنوز در حال ساخت
مشاهدات تلسکوپ جیمز وب وجود دو سیاره غول‌پیکر را که هنوز در حال شکل‌گیری هستند، تأیید کرد. این سیارات در حال جذب مواد از قرص گازی و غباری اطراف خود هستند، مشابه کودکی که قطعاتی برای ساختن یک برج جمع‌آوری می‌کند.
دانشمندان با اندازه‌گیری نور این سیارات در محدوده فروسرخ میانی با ابزار NIRISS، دریافتند که هر دو سیاره در حال جذب گاز هستند که یک مرحله حیاتی در رشد آنها محسوب می‌شود. داده‌های به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که این سیارات هنوز در حال رشد هستند و برای جذب مواد از قرص اطراف، با ستاره میزبان خود رقابت می‌کنند. این یافته‌ها نظریه "رشد از طریق تجمع مواد" را تقویت می‌کند، که بر اساس آن سیارات به‌تدریج با جذب جرم از محیط اطراف خود شکل می‌گیرند.
داگ جانستون، محقق ارشد شورای تحقیقات ملی کانادا، می‌گوید: «این مشاهدات فرصتی استثنایی برای دیدن فرآیند شکل‌گیری سیارات در زمان واقعی است. مشاهده سیارات در حال جذب مواد به ما کمک می‌کند تا به سؤالات دیرینه درباره چگونگی تشکیل و تکامل سامانه‌های سیاره‌ای پاسخ دهیم. این مانند تماشای ساخت یک منظومه شمسی از ابتدا است.»
نشانه‌هایی از "ماه‌های در حال شکل‌گیری"
داده‌های به‌دست‌آمده همچنین نشان می‌دهد که این سیارات ممکن است دارای حلقه‌هایی از مواد باشند که به آنها "قرص‌های اطراف سیاره‌ای" (Circumplanetary Disks) گفته می‌شود. این حلقه‌ها می‌توانند محل تولد قمر‌هایی باشند که مانند قمر‌های مشتری و زحل به دور این سیارات خواهند چرخید.
رصد‌های قبلی PDS ۷۰ b و PDS ۷۰ c در طول‌موج‌های کوتاه‌تر، عمدتاً با مدل‌هایی که برای ستاره‌های کم‌جرم و کوتوله‌های قهوه‌ای طراحی شده بودند، مطابقت داشت. اما مشاهدات جدید جیمز وب که در طولانی‌ترین طول‌موج‌های فروسرخ انجام شده، نشان‌دهنده نوری اضافی است که با این مدل‌ها قابل توضیح نیست.
این نور اضافی می‌تواند ناشی از مواد گرم اطراف سیارات باشد که احتمالاً از قرص‌هایی تشکیل شده که همچنان در حال تجمع مواد به دور سیارات هستند. این شواهد جدید احتمال وجود قرص‌های اطراف سیاره‌ای را تقویت می‌کند؛ ساختار‌هایی که نقش کلیدی در شکل‌گیری منظومه‌های قمری و رشد سیارات ایفا می‌کنند.
گامی به جلو در علم سیارات
کشف‌های جدید درباره سامانه PDS ۷۰، دیدگاه بهتری از چگونگی تشکیل و تکامل سیارات و ستارگان به‌طور هم‌زمان به دانشمندان ارائه می‌دهد. مشاهده نحوه رشد این سیارات و تعامل آنها با محیط‌شان، می‌تواند به درک بهتر روند پیدایش منظومه‌های سیاره‌ای مانند منظومه شمسی خودمان کمک کند.
دوری بلیکلی می‌گوید: «این شبیه دیدن یک عکس خانوادگی از منظومه شمسی ما در دوران کودکی‌اش است. شگفت‌انگیز است که چقدر می‌توانیم فقط از یک سامانه یاد بگیریم.»
گام بعدی در مطالعه PDS ۷۰ چیست؟
یکی از یافته‌های جالب این پژوهش، شناسایی یک منبع نوری کم‌نور و حل‌نشده در شکاف قرص سیاره‌زا بود. ماهیت این تابش هنوز مشخص نیست، اما می‌تواند نشانه‌ای از یک بازوی مارپیچی گاز و غبار یا حتی سیاره سومی در حال شکل‌گیری در این سامانه باشد.
رصد‌های بعدی با ابزار‌های دیگر تلسکوپ جیمز وب، از جمله MIRI و NIRCam، برای تأیید ماهیت این نور و مشخص کردن اینکه آیا یک سیاره جدید در حال شکل‌گیری است یا خیر، حیاتی خواهند بود.
انتهای پیام/
برنا از چالش بزرگ ناسا گزارش می‌هد؛
برنا گزارش می‌دهد؛
نظر شما
پیشنهاد سردبیر
پرونده ویژه
