سیارات چطور متولد میشن؟ رازهای جدید از منظومه های ستاره‌ای

تازه‌ترین یافته‌های رادیو نجوم از تولد منظومه‌های سیاره‌ای

بررسی‌های اخیر رادیویی از یک سامانهٔ در حال شکل‌گیری سیاره‌ای، این‌طور نشون می‌ده که وقتی سیاره‌های اولیه نزدیک به ستارهٔ مرکزی به وجود میان، می‌تونن نقش کلیدی تو جهت دادن به مواد برای ساخت سیاره‌های جدید در فاصله‌های دورتر داشته باشن. به این ترتیب، هر سیاره به تشکیل سیارهٔ بعدی کمک می‌کنه؛ مثل یه صف از دومینوها که افتادن هر کدوم، باعث به حرکت در اومدن بقیه می‌شه. تا امروز، بیش از ۵۰۰۰ سامانهٔ سیاره‌ای شناسایی شده که از این تعداد، بیش از ۱۰۰۰ مورد تایید شدن و میزبان چند سیاره هستن.

سیارات داخل ابرهای عظیم گاز و گرد و غبار که بهشون دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای می‌گن، دور ستاره‌های جوان شکل می‌گیرن. با این حال، هنوز روند شکل‌گیری منظومه‌هایی که سیاره‌های زیادی دارن، مثل منظومهٔ شمسی خودمون، خوب درک نشده. بهترین نمونه برای بررسی پدید اومدن این منظومه‌ها، ستاره‌ای جوون به اسم PDS 70 هست که در فاصله‌ی ۳۶۷ سال نوری از ما، رو به سوی صورت فلکی قنطورس قرار داره. این تنها جرم آسمونیه که وجود سیاره‌هاش توی دیسک پیش‌سیاره‌ای، از طریق رصد با نور مرئی و مادون قرمز تایید شده (اولین تصویر تایید شده از سیارهٔ نوزاد با تلسکوپ VLT سازمان ESO).

رصدهایی که قبلاً با استفاده از آرایه بزرگ میلی‌متری/زیرمیلی‌متری آتاکاما (ALMA) انجام شده بود، یه حلقه از دانه‌های غبار رو در بیرونِ مدار دو سیارهٔ شناخته‌شده نشون می‌داد. اما اون مشاهدات، قدرت اینو نداشتن که به داخل حلقه برن و جزئیات رو ببینن. تو این تحقیق، یه گروه بین‌المللی که کیوآکی دُوی، دانشجوی سابق دوره‌ی دکترا در رصدخانهٔ ملی نجوم ژاپن (NAOJ) و دانشگاه تحصیلات تکمیلی برای مطالعات پیشرفته (SOKENDAI) و حالا پژوهشگر پسا‌دکترا در موسسهٔ ماکس پلانک برای نجوم هست، رهبریشون رو به عهده داشت. این گروه، اندازه‌گیری‌های با وضوح بالایی از دیسک پیش‌سیاره‌ای اطراف PDS 70 انجام دادن.

این تیم دوباره از ALMA استفاده کرد، اما این بار امواج رادیویی با طول موج بلندتر رو به کار برد. دلیلش هم اینه که این امواج، برای نفوذ به ابر غبار دیسک پیش‌سیاره‌ای مناسب‌ترن. مشاهدات جدید ALMA، به روشنی نشون می‌ده که در شمال غربی (بالا سمت راست) حلقه‌ای از ذرات غبار متمرکز شده که بیرون از مدار دو سیاره‌ی موجود قرار داره. محل قرارگیری این توده‌ی غبار نشون می‌ده که سیاره‌های شکل‌گرفته با دیسک اطرافشون رابطه دارن و ذرات غبار رو به یه ناحیهٔ باریک در لبهٔ بیرونی مدارهای خودشون هدایت می‌کنن. این‌طور تصور می‌شه که این ذرات غبار فشرده، تبدیل به یه سیارهٔ جدید می‌شن.

این یافته‌ها، به صورت رصدی نشون می‌ده که شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای، مثل منظومهٔ شمسی، می‌تونه با به وجود اومدن پی‌درپی سیارات از قسمت‌های داخلی به سمت بیرون و تکرار این روند توضیح داده بشه؛ مثل یه ردیف دومینو که با افتادن هر کدوم، بقیه رو هم به حرکت درمی‌آره.

تازه‌ترین رصدها از سامانه‌های سیاره‌ای که در حال شکل‌گیری‌ هستن

مشاهده‌های جدید رادیویی از یه سامانهٔ سیاره‌ای که داره شکل می‌گیره، نشون می‌ده که وقتی سیاره‌های اولیه نزدیک به ستارهٔ مرکزی ساخته می‌شن، این سیاره‌ها می‌تونن جهت‌دهی مواد برای تشکیل سیارات جدید در فواصل دورتر رو هم رهبری کنن. به عبارت دیگه، هر سیاره به شکل‌گیری سیارهٔ بعد از خودش کمک می‌کنه، مثل یه ردیف دومینو که هر کدوم، بعدی رو به حرکت درمی‌آره. تا به امروز، بیش از ۵۰۰۰ سامانهٔ سیاره‌ای شناسایی شده و از این بین، بیش از ۱۰۰۰ سامانه تأیید شدن و میزبان چند سیاره هستن.

سیارات داخل ابرهای گازی و غبار که بهشون میگن دیسک‌های پروتو سیاره‌ای، دور و بر ستاره‌های جوون به وجود میان. ولی روند تشکیل منظومه‌های چند سیاره‌ای، مثل منظومهٔ شمسی خودمون، هنوز کامل معلوم نیست. بهترین نمونه برای مطالعهٔ شکل‌گیری این منظومه‌ها، ستاره‌ای کم‌سن و سال به اسم PDS 70 هستش که تو فاصلهٔ ۳۶۷ سال نوری، رو به سمت صورت فلکی قنطورس قرار داره. این فقط یه جرم آسمونی هستش که سیاره‌هاش که قبلاً هم شکل گرفتن، تو یه دیسک پروتو سیاره‌ای، با رصد تو نورهای مرئی و مادون قرمز، تأیید شدن.

رصدهای قبلی با استفاده از آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) یه حلقه از ذرات غبار رو بیرون از مدار دو تا سیارهٔ شناخته‌شده نشون داد. اما اون رصدها نتونستن ریزه‌کاری‌های داخل حلقه رو ببینن. تو این تحقیق، یه گروه بین‌المللی به سرپرستی کیوآکی دُوی، که قبلاً دانشجوی دکترای رصدخانهٔ ملی نجوم ژاپن (NAOJ) و دانشگاه تحصیلات تکمیلی برای مطالعات پیشرفته (SOKENDAI) بود و الان پژوهشگر پسا‌دکترا در مؤسسه ماکس پلانک برای نجوم هست، رصدهایی با وضوح بالا از دیسک پروتو سیاره‌ای دور PDS 70 انجام داد.

این تیم دوباره از ALMA استفاده کردن، اما این بار امواج رادیویی با طول موج بلندتر رو به کار بردن. دلیلش هم اینه که این امواج برای نفوذ به ابر غبار دیسک پروتو سیاره‌ای مناسب‌تر هستن. رصدهای جدید ALMA به خوبی نشون می‌ده که تو شمال غرب (بالا سمت راست)، یه توده از ذرات غبار بیرون از مدار دو سیارهٔ موجود هست. محل این تودهٔ غبار نشون می‌ده که سیاراتی که قبلاً شکل گرفتن، با دیسک اطرافشون در تعامل هستن و ذرات غبار رو به یه ناحیه باریک در لبهٔ خارجی مدارشون متمرکز می‌کنن. تصور می‌شه که این ذرات غباری که جمع شدن، به یه سیارهٔ جدید تبدیل می‌شن.

این کار، به صورت رصدی نشون می‌ده که تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای، مثل منظومه شمسی، می‌تونه با شکل‌گیری متوالی سیارات از قسمت‌های داخلی به سمت بیرون و با تکرار این روند توضیح داده بشه؛ مثل یه ردیف دومینو که هر کدوم، بعدی رو به حرکت درمی‌آره.