منوعات

يجري علماء الفلك أول بحث حول تكوين الكوكب باستخدام تلسكوب فضائي جديد

تتشكل الكواكب في أقراص من الغبار والغاز تسمى الأقراص الكوكبية الأولية، والتي تدور حول نجم أولي مركزي أثناء تجمعه في النهاية.

وعلى الرغم من أن عشرات من هذه الأقراص قد تم تصويرها، إلا أنه تم التقاط كوكبين فقط وهما يتشكلان حتى الآن. الآن، يوجه علماء الفلك أدوات تلسكوب جيمس ويب الفضائي القوية نحو أقراص الكواكب الأولية لمحاولة العثور على الأدلة الأولى حول كيفية تشكل الكواكب وكيفية تأثير تلك الكواكب على أقراصها الأصلية.

قامت ثلاث دراسات بقيادة جامعة ميشيغان، وجامعة أريزونا، وجامعة فيكتوريا بدمج صور JWST مع الملاحظات السابقة التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي ومصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة، أو ALMA، في تشيلي. بناءً على الملاحظات الإضافية، استخدم الفريق تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمراقبة أقراص الكواكب الأولية HL Tau وSAO 206462 وMWC 758 على أمل اكتشاف الكواكب التي قد تتشكل.

في الصحف الصادرة في المجلة الفلكية، أعاد الباحثون بناء تفاعلات غير مسبوقة بين القرص المكوّن للكوكب وغلاف الغاز والغبار المحيط بالنجوم الشابة في مركز الأقراص الكوكبية الأولية.

للقبض على كوكب

قامت دراسة جامعة كاليفورنيا، بقيادة عالم الفلك غابرييل كوجنو، بتوجيه تلسكوب جيمس ويب الفضائي نحو قرص يحيط بنجم أولي يسمى SAO 206462. وهناك، من المحتمل أن يجد الباحثون كوكبًا مرشحًا يتشكل في قرص كوكبي أولي، لكنه لم يكن الكوكب. توقعوا أن يجدوا.

“تشير العديد من عمليات المحاكاة إلى أن الكوكب يجب أن يكون داخل القرص، ضخمًا وكبيرًا وساخنًا ومشرقًا. لكننا لم نعثر عليه. وهذا يعني إما أن الكوكب أبرد بكثير مما نعتقد، أو قد يكون محجوبًا من قبل البعض”. ” وقال كوجنو، وهو أيضًا مؤلف مشارك في الأوراق الثلاثة: “ما يمنعنا من رؤيته. ما وجدناه هو كوكب مرشح مختلف، ولكن لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين بنسبة 100٪ ما إذا كان كوكبًا أو نجمًا”. أو المجرة في الخلفية التي تلوث صورتنا. ستساعدنا الملاحظات المستقبلية على فهم ما ننظر إليه بالضبط.”

وقد رصد علماء الفلك القرص في الماضي، بما في ذلك باستخدام تلسكوب هابل الفضائي، وتلسكوب سوبارو، والتلسكوب الكبير جدًا، وALMA. تُظهر هذه الملاحظات قرصًا يتكون من حلزونين قويين، ربما أطلقه كوكب أثناء تشكله. الكوكب الذي يتوقع فريق UM العثور عليه هو نوع يسمى العملاق الغازي، وهي كواكب تتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم، على غرار كوكب المشتري في نظامنا الشمسي.

وقال كوجنو: “المشكلة هي أن كل ما نحاول اكتشافه هو أضعف بمئات الآلاف أو حتى ملايين المرات من النجم”. “إنه مثل محاولة اكتشاف مصباح كهربائي صغير بجانب المصباح الأمامي.”

لإلقاء نظرة فاحصة على القرص، استخدم الفريق أداة على JWST تسمى NIRCam. تكتشف NIRCam ضوء الأشعة تحت الحمراء، وقد قام علماء الفلك بتشغيل الأداة باستخدام تقنية تسمى التصوير التفاضلي الزاوي. Cette technique peut être utilisée pour détecter à la fois le rayonnement thermique de la planète, comme l'équipe l'a fait pour détecter la planète candidate, et les raies d'émission spécifiques associées aux matériaux tombant sur la planète et frappant sa surface à سرعة عالية.

وقال كوجنو: “عندما تسقط مادة على الكوكب، فإنها تصطدم بالسطح وتنبعث منها خط انبعاث بأطوال موجية محددة”. “نحن نستخدم مجموعة من المرشحات ضيقة النطاق لمحاولة اكتشاف هذا التراكم. لقد تم القيام بذلك من قبل من الأرض عند الأطوال الموجية الضوئية، ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ذلك بالأشعة تحت الحمراء باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي.”

تصوير “المواد الخام” للكواكب

تصف ورقة جامعة فيكتوريا، بقيادة طالبة علم الفلك كامرين مولين، صور القرص المحيط بالنجم الشاب HL Tau.

قال مولين، المؤلف المشارك في الدراسات الثلاث: “إن HL Tau هو أحدث نظام في دراستنا، ولا يزال محاطًا بتدفق كثيف من الغبار والغاز المتساقط على القرص”. “لقد اندهشنا من مستوى التفاصيل الذي تمكنا من خلاله رؤية هذه المادة المحيطة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، لكن لسوء الحظ أدى هذا إلى حجب أي إشارة من الكواكب المحتملة.”

من المعروف أن قرص HL Tau يحتوي على عدة حلقات وفجوات على مستوى النظام الشمسي يمكن أن تؤوي الكواكب.

وقال جارون ليسنرينغ، الباحث الرئيسي في حملة المراقبة التي تهدف إلى البحث عن الكواكب في التدريب والمراقبة: “على الرغم من وجود الكثير من الأدلة على استمرار تشكل الكواكب، إلا أن إتش إل تاو صغير جدًا وهناك الكثير من الغبار بحيث لا يمكن رؤية الكواكب مباشرة”. الفلكي في الجامعة. من مرصد أريزونا ستيوارد. “لقد بدأنا بالفعل في النظر إلى أنظمة شابة أخرى ذات كواكب معروفة لمساعدتنا في بناء صورة أكثر اكتمالاً.”

ومع ذلك، ولمفاجأة الفريق، كشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن تفاصيل غير متوقعة حول ميزة مختلفة: الغلاف النجمي الأولي، وهو في الأساس تدفق كثيف من الغبار والغاز يحيط بالنجم الشاب الذي بدأ للتو في الاندماج، وفقًا لليزنرينغ. تحت تأثير الجاذبية، تسقط المادة من الوسط البينجمي نحو داخل النجم والقرص، حيث تعمل كمواد خام للكواكب وأسلافها.

قامت دراسة UArizona، بقيادة كيفن واجنر، باحث NASA Hubble/Sagan في مرصد UArizona Steward، بفحص القرص الكوكبي الأولي لـ MWC 758. وعلى غرار SAO 206462، كشفت الملاحظات السابقة للفريق بقيادة UArizona عن تكوين أذرع حلزونية في المجرة. القرص، في إشارة إلى كوكب ضخم يدور حول نجمه المضيف.

وعلى الرغم من عدم اكتشاف كواكب جديدة في القرص في أحدث عمليات الرصد، إلا أن الحساسية تعتبر ثورية، كما يقول الباحثون، لأنها تسمح لهم بفرض القيود الأكثر صرامة حتى الآن على الكواكب المشتبه فيها. فمن ناحية، تستبعد النتائج وجود كواكب إضافية في المناطق الخارجية لـ MWC 758، وهو ما يتوافق مع فرضية وجود كوكب عملاق واحد يقود الأذرع الحلزونية.

قال فاغنر، المؤلف المشارك للدراسات الثلاث: “إن غياب الكواكب المكتشفة في الأنظمة الثلاثة يخبرنا أن الكواكب التي تسبب الفجوات والأذرع الحلزونية إما قريبة جدًا من نجومها المضيفة أو خافتة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي”. . “إذا كان الأخير صحيحًا، فهو يخبرنا أنها ذات كتلة منخفضة نسبيًا، أو درجة حرارة منخفضة، أو مغطاة بالغبار، أو مزيج من الثلاثة – كما هو الحال على الأرجح في MWC 758.”

ويستمر البحث عن تكوين الكواكب

يعد التقاط الكواكب أمرًا مهمًا لأن علماء الفلك يمكنهم جمع المعلومات ليس فقط حول عملية التكوين، ولكن أيضًا حول كيفية توزيع العناصر الكيميائية في النظام الكوكبي.

وقال مايكل ماير، عالم فلك من جامعة ميريلاند ومؤلف الدراسات الثلاث: “حوالي 15% فقط من النجوم مثل الشمس لديها كواكب مثل المشتري. من المهم حقًا فهم كيفية تشكلها وتطورها، وتحسين نظرياتنا”. . “يعتقد بعض علماء الفلك أن هذه الكواكب الغازية العملاقة تنظم إمدادات المياه إلى الكواكب الصخرية التي تتشكل داخل الأقراص”.

وقال ماير إن معرفة كيفية تشكيل هذه الأقراص بواسطة عمالقة الغاز سيساعد علماء الفلك على فهم خصائص وتطور أقراص الكواكب الأولية التي تؤدي فيما بعد إلى ظهور كواكب صخرية شبيهة بالأرض.

وقال كوجنو: “في الأساس، في كل قرص لاحظناه بدقة وحساسية عالية بما فيه الكفاية، رأينا هياكل كبيرة مثل الفجوات والحلقات، وفي حالة SAO 206462، الحلزونات”. “يمكن تفسير معظم هذه الهياكل، إن لم يكن كلها، من خلال تكوين الكواكب التي تتفاعل مع مادة القرص، ولكن توجد تفسيرات أخرى لا تنطوي على وجود كواكب عملاقة.

إذا تمكنا أخيرًا من رؤية هذه الكواكب، فسنكون قادرين على ربط هياكل معينة برفاق التكوين وربط عمليات التكوين بخصائص الأنظمة الأخرى في مراحل لاحقة. يمكننا أخيرًا ربط النقاط وفهم كيفية تطور الكواكب والأنظمة الكوكبية ككل. »

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى