علماء الفلك تكتشف أكبر قرص لتكوين الكواكب رأيناه على الإطلاق
مصر:إيهاب محمد زايد
حلقات سميكة من الغاز تدور حول مركز ساخن مع شمس حارقة
رسم توضيحي لقرص الكواكب الأولية. يتكون النظام الشمسي من مثل هذا القرص. ويشير علماء الفلك إلى أن مكان الميلاد هذا كان محميًا بخيط أكبر من الغاز الجزيئي والغبار في وقت مبكر من التاريخ.
على بعد 1000 سنة ضوئية تقريبًا من الأرض، يوجد هيكل كوني يُعرف باسم IRAS 23077+6707 (IRAS 23077) يشبه الفراشة العملاقة.
لاحظ سيبريان تي بيرجيا، عالم الفلك في المرصد البحري الأمريكي، الهيكل في الأصل في عام 2016 باستخدام تلسكوب المسح البانورامي ونظام الاستجابة السريعة (Pan-STARRS). ولدهشة الكثيرين، ظل الهيكل دون تغيير لسنوات، مما دفع البعض إلى التساؤل عما يمكن أن يكون عليه IRAS 2307.
في الآونة الأخيرة، قام فريقان دوليان من علماء الفلك بمراقبة المتابعة باستخدام مصفوفة دون المليمترية في مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (SAO) في هاواي لفهم IRAS 2307 بشكل أفضل.
وفي سلسلة من الأبحاث التي تصف النتائج التي توصلوا إليها، كشف الفريق أن IRAS 23077 هو في الواقع نجم شاب محاط بقرص ضخم من حطام الكواكب الأولية، وهو الأكبر الذي تم رصده على الإطلاق. يقدم هذا الاكتشاف رؤية جديدة حول تكوين الكوكب والبيئات التي يحدث فيها ذلك.
أرجواني، نقط على شكل فراشة في الفضاء
يظهر في وسط هذه الصورة المركبة IRAS 23077، وهو على الأرجح أكبر قرص لتشكل الكواكب تمت رؤيته على الإطلاق، والذي يبدو مثل الفراشة الكونية العملاقة.
تشير الورقة الأولى، بقيادة بيرجيا، إلى اكتشاف أن IRAS 23077 هو نجم شاب يقع في منتصف ما يبدو أنه قرص ضخم لتكوين الكواكب. في الورقة الثانية، بقيادة كريستينا مونش، باحثة ما بعد الدكتوراه في CfA، أكد الباحثون اكتشاف هذا القرص الكوكبي الأولي باستخدام بيانات من Pan-STARRS ومصفوفة دون المليمترية (SMA).
تم قبول الورقة الأولى للنشر، بينما نُشرت الثانية في 13 مايو في مجلة The Astrophysical Journal Letters (على التوالي).
أقراص الكواكب الأولية هي في الأساس حضانات كوكبية تتكون من الغاز والغبار الذي استقر حول النجوم المتكونة حديثًا. بمرور الوقت، تصبح هذه الأقراص حلقات عندما تتجمع المواد لتشكل كواكب أولية في مدارات معينة، حيث ستصبح في النهاية كواكب صخرية، وعمالقة غازية، وأجسامًا جليدية.
بالنسبة لعلماء الفلك، يمكن استخدام هذه الأقراص لتقييد حجم وكتلة النجوم الشابة لأنها تدور بتوقيع محدد. ولسوء الحظ، فإن الحصول على ملاحظات دقيقة لهذه الأقراص يعوقه في بعض الأحيان كيفية توجيهها بالنسبة للأرض.
في حين أن بعض الأقراص تظهر “وجهًا لوجه” بحيث تكون مرئية تمامًا لمراقبي الأرض، فإن بعض الأقراص المكونة للكواكب (مثل IRAS 23077) تكون مرئية فقط “من الحافة”، مما يعني أن القرص يحجب الضوء القادم من النجم الأم. ومع ذلك، فإن بصمات الغبار والغاز لهذه الأقراص لا تزال مشرقة عند الأطوال الموجية المليمترية، وهو ما يلاحظه SMA.
عندما قامت فرق Pan-STARRS وSWA بمراقبة IRAS 23077 باستخدام القوة المشتركة لمراصدهم، فوجئوا تمامًا بما رأوه.
قادت كريستينا مونش، عالمة الفيزياء الفلكية في SAO وزميلة ما بعد الدكتوراه في CfA، حملة SMA. كما ربطت النتائج التي توصلوا إليها في بيان صحفي صدر مؤخرًا عن CfA:
“بعد اكتشاف هذا القرص المحتمل لتشكل الكوكب من بيانات Pan-STARRS، كنا حريصين على مراقبته باستخدام SMA، مما سمح لنا بفهم طبيعته الفيزيائية. ما وجدناه كان مذهلاً – دليل على أن هذا كان أكبر كوكب”. تم اكتشاف قرص تشكيلي على الإطلاق، وهو غني جدًا بالغبار والغاز، اللذين نعلم أنهما اللبنات الأساسية للكواكب.”
“إن البيانات الواردة من SMA تقدم لنا دليلاً دامغًا على أن هذا هو قرص، بالإضافة إلى تقدير مسافة النظام، وأنه يدور حول نجم من المحتمل أن يكون أكبر بمرتين إلى أربع مرات من شمسنا. وباستخدام بيانات SMA، يمكننا أيضًا وزن الغبار والغاز في هذه الحضانة الكوكبية، والتي وجدنا أنها تحتوي على ما يكفي من المواد لتشكيل العديد من الكواكب العملاقة – ومسافات أبعد بأكثر من 300 مرة من المسافة بين الشمس والمشتري!”
رسم تخطيطي يوضح الانزياح الأحمر لقرص تشكيل الكوكب العملاق
يُظهر الجزء الداخلي لهذه الصورة دليلاً دامغًا على أن IRAS 23077 يحتوي على قرص مكون للكوكب. إلى جانب حبيبات الغبار، يمكن لـ SMA أيضًا مراقبة غاز أول أكسيد الكربون البارد الذي يشكل الجزء الأكبر من القرص الذي يشكل الكوكب.
بعد أن لاحظ بيرجيا IRAS 23077، اقترح لقب “تشيفيتو دراكولا”، والذي أشاد بـ “همبرغر جوميز”، وهو قرص كوكبي أولي آخر لا يمكن رؤيته إلا من الحافة.
أولاً، بما أن بيرجيا نشأ في منطقة ترانسيلفانيا في رومانيا، بالقرب من المكان الذي عاش فيه فلاد المخوزق (مصدر إلهام حكاية برام ستوكر)، فقد اقترح دراكولا.
بعد أن نشأت في أوروكاي، اقترحت آنا، المؤلفة المشاركة لبيرجيا، “تشيفيتو”، وهو شطيرة تشبه الهامبرغر والطبق الوطني لبلد أجدادها. سعيد المؤلف المشارك جوشوا بينيت لوفيلل، عالم فيزياء فلكية في SAO وزميل SMA في CfA:
“إن اكتشاف بنية ممتدة ومشرقة مثل IRAS 23077 يطرح بعض الأسئلة المهمة. كم عدد هذه الأجسام التي فاتنا؟ هناك ما يبرر إجراء مزيد من الدراسة لـ IRAS 23077 للتحقيق في الطرق المحتملة لتشكيل الكواكب في هذه البيئات الشابة القاسية، وكيف يمكن مقارنتها بتجمعات الكواكب الخارجية التي تمت ملاحظتها حول نجوم بعيدة أكبر من شمسنا.”
كما أن اكتشاف هذا القرص يحفز علماء الفلك على البحث عن أجسام مماثلة في مجرتنا. يمكن أن تسفر هذه الملاحظات عن معلومات قيمة عن أنظمة الكواكب في المرحلة الأولى من التكوين، مما قد يؤدي إلى رؤى جديدة حول كيفية ظهور النظام الشمسي.
SMA عبارة عن مجموعة من التلسكوبات في هاواي يتم تشغيلها بشكل مشترك من قبل مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (SAO) في مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ومعهد أكاديميا سينيكا لعلم الفلك والفيزياء الفلكية (ASIAA) في تايوان.
تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة الكون اليوم.
