کشف ساختارهای موجی شگفت انگیز و پرسرعت در قرص غبار پیرامون یک ستاره

* دانشمندان به هنگام بررسی قرص بزرگی از گاز و غبار پیرامون یک ستاره ی جوان برای یافتن سیاره هایی که در حال شکل گیری در آن هستند، با یک پدیده ی شگفت انگیز روبرو شده اند: کمان هایی موج-گونه و پرسرعت که همانند موج های سطح آب، در این قرص جابجا می شوند.

پژوهشگران ساختارهای موجی شگفت انگیزی را در قرص غبار پیرامون ستاره ی جوان ای‌یو میکروسکوپ دیده اند که با سرعتی باورنکردنی دارند از ستاره دور می شوند. عکس های تلسکوپ هابل و تلسکوپ بسیار بزرگِ رصدخانه ی جنوبی اروپا جابجایی این موج ها را در یک بازه ی زمیانی چهار ساله نشان می دهند. خط سنجه ی بالای چارچوب، اندازه ی مدار نپتون پیرامون خورشید را نشان می دهد.

این گروه اخترشناسان نخست هنگامی که در جستجوی توده ها و برآمدگی هایی بودند که می توانست نشانه ی ساخته شدن سیاره هایی پیرامون ستاره ی جوان "ای یو میکروسکوپ" (AU Microscopii) باشد، این پنج ساختار را در داده های تلسکوپ وی‌ال‌تیِ رصدخانه ی جنوبی اروپا (ESO) در شیلی یافتند. آن ها سپس به سراغ عکس هایی رفتند که تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ از این ستاره گرفته بود و توانستند همین ویژگی ها را در آن عکس ها هم ببینند- ولی در جاهایی دیگر. دانشمندان ESO با بهره از تصاویر این چند سال، یک ویدیوی دور تند ساخته اند که در ادامه می بینید.

آنتونی بوکالِتی، پژوهشگر LESIA در فرانسه و نویسنده ی اصلی پژوهشنامه ای در این باره می گوید: «تصاویر ما چیزی نامنتظره را نشان داده اند. این عکس ها که با بهره از دستگاه SPHERE روی تلسکوپ بسیار بزرگ گرفته شده اند، دسته ای ساختار توضیح ناپذیر را در قرص پیرامون ستاره نشان می دهند، ویژگی هایی که ساختاری کمان-گونه یا موج-گونه دارند و تاکنون هرگز چیزی مانندشان دیده نشده بود.»

اخترشناسان با بررسی عکس های پیشین هابل از این ستاره دریافتند که این موج های شگفت انگیز دارند با سرعتی باورنکردنی جابجا می شوند.

کریستین تالمان، یکی از اعضای گروه از ETH زوریخ سوییس می گوید: «ما با پردازش داده های تصویری هابل به آگاهی هایی کافی دست یافتیم و توانستیم جابجایی این ویژگی ها را در یک بازه ی چهار-ساله دنبال کنیم. ما از این راه دریافتیم که این ساختارهای کمانی دارند با سرعت هایی نطزدیک به ۴۰ هزار کیلومتر بر ساعت از ستاره دور می شوند!»

ستاره ی کوتوله ی سرخ ای‌یو میکروسکوپ که به کوتاهی "AU Mic" هم خوانده می شود، ۳۲ سال نوری از زمین دور است و جرمی به اندازه ی نصف جرم خورشید دارد. این ستاره که در صورت فلکی جنوبی میکروسکوپ جای دارد، با قرص بزرگ و ناهمواری از خاک و ذرات در بر گرفته شده که از چشم رصدگران زمینی از لبه دیده می شود، از همین رو پژوهشگران آن را به دقت زیر نظر گرفته بودند تا سیاره هایی که دارند از این غبارها پدید می آیند را ببینند.

جابجایی توده های موجی در چهار سال. منبع عکس

این ویژگی های نویافته با سرعت هایی سرسام آور از ستاره دور می شوند. بیرونی ترینِ آن ها سریع تر از بقیه ‌اند، و به نظر می رسد دستکم سه تایشان سرعت کافی برای گریز از میدان گرانشی ستاره را دارند. به گفته ی پژوهشگران، این موج ها به احتمال بسیار در اثر برخورد اجرام بزرگِ سیارک-مانند، و یا دگرگونی هایی در گرانش ستاره پدید آمده اند.

گلن اشنایدر، یکی از نویسندگان پژوهش از رصدخانه ی استوارد در آریزونا می گوید: «یک توضیح برای این ساختارهای شگفت انگیز، ربط دادن آن ها به شراره های ستاره است. ای‌یو میکروسکوپ ستاره ای با فعالیت شراره ای بسیار بالا است- اغلب فوران هایی سهمگین و ناگهانی از انرژی بَر رو یا نزدیک سطح این ستاره رخ می دهد.»

اشنایدر می افزاید: «شاید یکی از این شراره ها باعث چیزی روی یکی از سیاره ها شده بوده -البته اگر سیاره ای در کار باشد-، برای نمونه، نیروی شراره باعث شده موادی با خشونت از سیاره جدا شود و اکنون این مواد در حال پخش شدن در قرص هستند.»

این توضیح هنوز در حد گمانه زنی است؛ رصدهای بسیار بیشتری با تلسکوپ بسیار بزرگ و دیگر دستگاه ها نیازست تا به علت دقیق پیدایش این موج های سریع پی برده شود. برای نمونه، در گزارش این پژوهش پیشنهاد شده تا با بهره از آرایه ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما در شیلی (آلما، ALMA)، حرکت گازهای درون این سامانه زیر نظر گرفته شود. در ستون "تازه ها و دیدگاه ها"ی این گزارش هم گفته شده که تلسکوپ جیمینی جنوبی در شیلی نیز این سامانه را رصد کرده، ولی با میدان دیدی متفاوت. پژوهشگران شاید ناچار شوند برای رسیدن به ژرفای این موج ها، سنجش هایی که از چندین دیدگاه انجام شده را با هم بیامیزند.

مارشال پرین، پژوهشگری در بنیاد دانش تلسکوپ فضایی در مریلند که در این پژوهش شرکت نداشت، در ستون "تازه ها و دیدگاه ها"ی نشریه ی نیچر نوشت: «به نظر می رسد مواردی مانند ای‌یو میکروسکوپ که عکس هایی بسیار دقیق از قرص هایشان می توان گرفت ولی اگر سیاره ای در آن ها باشد دیده نمی شود، رایج تر از مواردی هستند که سیاره هایشان به طور مستقیم دیده می شوند. پس از شانس اخترشناسان است که این قرص های پیرامونی شگفتی های دیگری مانند این ساختارهای پرسرعت را هم می توانند داشته باشند.»

گزارش این پژوهش در شماره ی ۸ اکتبر ۲۰۱۵ نشریه ی نیچر منتشر شده است.

واژه نامه:

planet - star - European Southern Observatory - Very Large Telescope - Hubble Space Telescope - ESO - Anthony Boccaletti - LESIA - SPHERE - Christian Thalmann - ETH - red dwarf star - AU Microscopii - AU Mic - Earth - sun - gravitational pull - asteroid - flare - Glenn Schneider - Steward Observatory - Acatama Large Millimeter/submillimeter array - Gemini South telescope - Marshall Perrin - Space Telescope Science Institute - Nature - Neptune - constellation of Microscopium

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان