یک منظومه جوان و پرتلاطم راز شکل گیری سیارات را آشکار کرد - مجله سرگرمی

دانشمندان برای نخستین بار جرم یک قرص پیش سیاره ای را به طور مستقیم با استفاده از داده های سرعت گاز آن میزان گیری نموده اند که یکی از رازهای تشکیل سیارات را آشکار می سازد. نتایج این پژوهش در نشریه استروفیزیکال ژورنال (Astrophysical Journal) منتشر شده است.

اگرچه دانشمندان قرص پیش سیاره ای را که از گاز و گردوغبار تشکیل شده و پیرامون ستارگان جوان واقع شده است، به اسم زادگاه سیارات می شناسند، اما هنوز فرایند دقیق تشکیل سیاره به صورت یک معما به جای مانده است. اکنون تحقیقات تازه به سرپرستی ترزا پانکه-کارنو (Teresa Paneque-Carreño) دانش آموخته دانشگاه شیلی و پژوهشگر رصدخانه جنوبی اروپا که بر روی رمزگشایی از فرایند شکل گیری سیارات تمرکز نموده است، نتایج تازه ای را آشکار می سازد.

پژوهشگران با رصدهای خود دریافتند که سامانه ستاره ای الیاس 27-2 که ستاره ای جوان در فاصله کمتر از 400 سال نوری از زمین است و در صورت فلکی مارافسای (Ophiuchus) واقع شده است، شواهدی از ناپایداری گرانشی نشان می دهد. این پدیده زمانی روی می دهد که دیسک پیش سیاره ای بخش زیادی از جرم ستاره ای منظومه را با خود حمل کند.

پانکه-کارنو گفت: فرایند دقیق شکل گیری سیارات یکی از اصلی ترین پرسش های ماست. با این وجود بعضی سازوکارهای بنیادین می توانند فرایند شکل گیری سیارات را سرعت ببخشند. ما شواهد مستقیمی برای ناپایداری گرانشی در الیاس 27-2 پیدا کردیم که بسیار هیجان انگیز است؛ زیرا برای نخستین بار می توانیم تأیید جنبشی و چندطیفی ناپایدار شدن گرانشی یک منظومه را نشان دهیم و الیاس 27-2 نخستین سیستم ستاره ای است که همه جنبه ها را نشان می دهد.

ویژگی های منحصربه فرد الیاس 27-2 بیش از نیم دهه باعث محبوبیت آن در میان دانشمندان آلما شده است. در سال 2016 تیمی از دانشمندان با استفاده از این آرایه یک دیسک گردوغبار را که در اطراف ستاره جوان در حال چرخش بود، کشف کردند.

در آن موقع اعتقاد بر این بود که این مارپیچ ها نتیجه امواج چگالی است که معمولا به اسم دلیلی برای شکل گیری بازوهای کهکشان های مارپیچی شناخته می شوند اما پیش از آن هرگز در اطراف ستارگان منفرد دیده نشده بود.

لورا پرز (Laura Pérez) استادیار دانشگاه شیلی و پژوهشگر اصلی مطالعه قبلی گفت: ما در سال 2016 کشف کردیم که قرص پیش سیاره ای الیاس 27-2 با دو بازوی مارپیچی در مقیاس عظیم، ساختار متفاوتی نسبت به سیستم های مطالعه شده دارد؛ چیزی که قبلا در قرص های پیش سیاره ای دیده نشده بود. ناپایداری گرانشی یک احتمال شکل گیری این بازوها بود اما برای درک بهتر منشأ این ساختارها به مشاهدات بیشتری احتیاج داشتیم.

مشاهداتی که او و همکارانش با استفاده از آلما پیش گرفتند. علاوه بر ناپایداری گرانشی، دانشمندان آشفتگی هایی فراتر از حد تئوری در این سیستم ستاره ای یافتند. پانکه-کارنو گفت: ممکن است هنوز مواد تازه ای از ابر مولکولی در حال فروریزش بر روی قرص باشند که باعث آشفتگی آن می شوند.

او اضافه کرد: این آشفتگی باعث پدیده هایی شده که قبلا هرگز مشاهده نشده اند و دانشمندان شرح روشنی برای آن ها ندارند. سیستم ستاره ای الیاس 27-2 دارای ساختار گازی کاملا نامتقارن است و نخستین بار است که چنین عدم تقارن عمودی را در قرص پیش سیاره ای مشاهده می کنیم.

به گفته کاساندرا هال (Cassandra Hall) استادیار اخترفیزیک محاسباتی دانشگاه جورجیا و یکی دیگر از نویسندگان این مقاله، تأیید نامتقارن بودن و اغتشاشات دیسک پیش سیاره ای در مقیاس عظیم در ارتباط با ساختار مارپیچی آن می تواند پیامدهای قابل توجهی در نظریه شکل گیری سیاره ها داشته باشد.

او اعلام نمود: این می تواند نشانه ای از ناپایداری گرانشی باشد که ممکن است بعضی از مراحل اولیه شکل گیری سیاره را سرعت ببخشد. ما نخستین بار در سال 2020 این امضا را پیش بینی کردیم و از دیدگاه اخترفیزیک محاسباتی، درست بودن آن طبق مشاهدات، هیجان انگیز است.

پانکه-کارنو هم اضافه کرد: اگرچه تحقیقات تازه بعضی نظریه ها را تأیید نموده اما پرسش هایی هم ایجاد نموده است. در حالی که اکنون می توان ناپایدار گرانشی را برای شرح ساختارهای مارپیچی در گردوغبار پیوسته پیش سیاره ای تأیید کرد اما یک شکاف داخلی یا ماده از دست رفته در دیسک وجود دارد که شرح روشنی برای آن نداریم.

یکی از موانع درک فرایند شکل گیری سیاره، میزان گیری غیرمستقیم جرم قرص های تشکیل دهنده سیاره بود، مسئله ای که در تحقیقات تازه با یاری آلما به آن پرداخته شد. حساسیت بالای باند فرکانسی 6 آلما به همراه باند 3 و 7 به تیم پژوهشی اجازه داد تا فرآیندهای دینامیکی چگالی و حتی جرم دیسک را با دقت بیشتری آنالیز کند.

بندیتا ورونسی (Benedetta Veronesi) از دانشگاه میلان گفت: میزان گیری های قبلی جرم قرص پیش سیاره ای، غیرمستقیم و فقط بر اساس گردوغبار یا ایزوتوپولوژی های نادر صورت گرفته بود. اما اکنون دقت به کل جرم قرص توسعه یافته است.

او اعلام نمود: این یافته، مبنایی برای توسعه یک روش تازه برای میزان گیری جرم قرص است که به ما امکان می دهد یکی از عظیم ترین و مهم ترین موانع در زمینه فرایند شکل گیری سیارات را از بین ببریم. دانستن اندازه جرم موجود در قرص های پیش سیاره ای امکان می دهد تا اندازه مواد موجود برای تشکیل سیستم های سیاره ای و فرایند تشکیل آن ها را بهتر شناسایی کنیم.

هنوز کارهای دیگری هم برای انجام هست و پانکه-کارنو گفت: مطالعه چگونگی شکل گیری سیارات با توجه به اینکه میلیون ها سال طول می کشد، سخت است. این مقیاس برای ستاره ها که هزاران میلیون سال عمر می نمایند، زمانی کوتاه اما برای ما زمانی بسیار طولانی است.

او اضافه کرد: کاری که ما می توانیم انجام دهیم رصد ستاره های جوان با دیسک هایی از گاز و گردوغبار در اطراف آن هاست تا بتوانیم شکل دیسک مواد را شرح دهیم. مانند این است که یک صحنه جرم را ببینیم و سعی کنیم آنچه را روی داده حدس بزنیم. تجزیه وتحلیل رصدهای ما به همراه با آنالیز های عمیق تر از الیاس 27-2 در آینده امکان می دهد تا دقیقا اثر ناپایداری های گرانشی بر قرص های تشکیل دهنده سیاره را مشخص و از چگونگی شکل گیری سیارات اطلاعات بیشتری کسب کنیم.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از ستاره الیاس 27-2 و قرص پیش سیاره ای پیرامون آن

Credit: Institute of Astronomy, University of Cambridge/Amanda Smith & Farzana Meru

منبع: Phys.Org

گروه ابان: گروه ساختمانی آبان: بازسازی ساختمان و تعمیرات جزئی و کلی و طراحی ویلا و فضای سبز و روف گاردن، طراحی الاچیق، فروش درب های ضد سرقت را از ما بخواهید.