آشکارسازی "مرز برف" در آب‌های پیرامون یک ستاره جوان برای نخستین بار
 |
| عکسی که آرایه‌ی آلما از قرص پیش‌سیاره‌ای ستاره‌ی V883-شکارچی گرفته. این ستاره هم‌اکنون در حال برون‌ریزی است که باعث جابجایی مرز برف آب و دورتر شدن و شناسایی‌پذیر شدن آن برای نخستین بار شده است. حلقه‌ی تیره‌ای که در میانه‌ی قرص می‌ببینید مرز برفِ آب است، نقطه‌ای دور ستاره که دما و فشار به اندازه‌ی کافی اُفت پیدا می‌کنند که آب‌های درون آن چگالیده شده و یخ بزنند. تصویر بزرگ‌تر |
ستارگان جوان اغلب با قرص‌هایی چگال و چرخان از گاز و غبار -به نام قرص پیش‌سیاره‌ای- که سیاره‌ها از دلش متولد می‌شوند در میان گرفته شده‌اند. گرمای یک ستاره‌ی خورشیدسانِ جوان معمولی باعث می‌شود آب‌های درون قرص پیش‌سیاره‌ایِ آن تا فاصله‌های نزدیک به ۳ یکای کیهانی (AU) به حالت گازی باشند [۱] -هر AU هم ارز فاصله‌ی زمین تا خورشید است و بنابراین ۳ AU برابر با ۴۵۰ میلیون کیلومتر است [۲]. دورتر از آن فاصله، به دلیل فشار بی‌اندازه پایین، مولکول‌های آب به طور مستقیم از حالت گازی به پوششی از یخ پیرامون دانه‌های غبار و ذرات دیگر تبدیل می‌شوند. منطقه‌ای از قرص پیش‌سیاره‌ای که در آن، آب از حالت گاز به حالت جامد گذار می‌کند به نام "مرز برف" برای آب شناخته می‌شود [۳].
 |
| برداشت هنری (نقاشی) از مرز برف آب پیرامون یک ستاره‌ی جوان. تصویر در دو اندازه‌ی دیگر: بزرگ- بزرگ‌تر |
درخشش ناگهانی‌ای که ستاره‌ی V883-شکارچی پیدا کرده نمونه‌ای از چیزیست که به هنگام فروکشیده شدن و رسیدن مقدار هنگفتی از مواد قرص‌پیش‌سیاره‌ایِ یک ستاره‌ی جوان به سطح آن رخ می‌دهد. V883-شکارچی تنها ۳۰% از خورشید سنگین‌تر است، ولی به لطف برون‌ریزی‌های و درخشش‌هایی ناگهانی که انجام می‌دهد گاهی ۴۰۰ بار از خورشید درخشان‌تر -و بسیار داغ‌تر- می‌شود [۵].
 |
| این تصویر نشان می‌دهد که چگونه یک برون‌ریزی درخشان از ستاره‌ی V883-شکارچی باعث جابجایی مرز برف آب در قرص پیش‌سیاره‌ای پیرامون شد و آن را به اندازه‌ای از ستاره دور کرد که برای آلما شناسایی‌پذیر شود. تصویر در دو اندازه‌ی دیگر: بزرگ- بزرگ‌تر |
نویسنده‌ی اصلی پژوهش، لوکاس سیزا می‌گوید: «تصاویر آلما ما را شگفت‌زده کرد. ما در پی یافتن پاره‌شدگی‌هایی در قرص بودیم که می‌توانند نشانه‌ی پیدایش سیاره باشند. ولی هیچ چیزی مانند آن ندیدیم؛ در عوض چیزی را یافتیم که مانند حلقه‌ای در فاصله‌ی ۴۰ AU از ستاره بود. این به خوبی توانایی دگرگون‌کننده‌ی آلما را نشان می‌دهد که دستاوردهایی هیجان‌انگیز برای ما دارد حتی اگر به دنبال چیزی به جز آن دستاوردها باشیم.»
 |
| در این عکس مرز برف ستاره‌ی V883-شکارچی و همسنجی آن با مدارهای نپتون و پلوتو نمایانده شده است. تصویر بزرگ‌تر |
کشف این که چنین برون‌ریز‌ی‌هایی می‌توانند مرز برف را تا حدود ۱۰ برابر دورتر از شعاع معمولش برانند برای پدید آوردن مدل‌های خوب سیاره‌زایی یافته‌ای بسیار مهم است. باور بر اینست که این برون‌ریزی‌ها یک گام در فرگشت بیشتر سامانه‌های سیاره‌ایست، پس این می‌تواند نخستین نمونه‌ی دیده شده از یک پدیده‌ی رایج باشد. در این مورد، مشاهدات آلما می‌تواند سهم بزرگی در شناختِ بهترِ روند زایش و فرگشت سیاره‌ها در کیهان داشته باشد.
-------------------------------------------------
-------------------------------------------------
یادداشت‌ها:
۱] هر AU، یا یک یکای کیهانی (یا یکای اخترشناسی) برابر با فاصله‌ی میانگین زمین و خورشید، یعنی حدود ۱۴۹ میلیون کیلومتر است. این یکا معمولا برای سنجش فاصله‌های درون سامانهی خورشیدی و سامانه‌های سیاره‌ای پیرامون دیگر ستارگان به کار می‌رود.
۲] در زمان پیدایش سامانهی خورشیدی، این مرز در جایی میان بهرام و مشتری بود و از همین رو سیاره‌های سنگی تیر، ناهید، زمین و بهرام درون این مرز پدید آمدند و سیاره‌های گازی مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون هم بیرون از آن.
۳] آرایه‌ی آلما پیش از این مرزهای برف برای مولکول‌های دیگر، مانند دی‌اکسید کربن و متان را در فاصله‌هایی بیش از ۳۰ یکای کیهانی در قرص پیش‌سیاره‌ایِ پیرامون پیش‌ستارگان دیگر دیده بود. آب در دمای به نسبت بالاتری یخ می‌زند و این بدان معناست که مرز برف برای آب به طور معمول بسیار به پیش‌ستاره نزدیک‌تر از آنست که به طور مستقیم دیده شود.
۴] وضوح (رزولوشن) توانایی آشکارسازی جدایی میان اجرام است. برای چشم انسان، چراغ‌های روشن در دوردست مانند یک نقطه‌ی روشن دیده می‌شوند و تنها در فاصله‌های معینی می‌توان هر یک از آنها را به طور جدا از هم دید. چنین چیزی در مورد تلسکوپ‌ها هم به کار می‌رود و در این مشاهدات از وضوح بسیار بالای آلما در حالت‌های "خط پایه‌ی بلند" آن بهره گرفته شد. وضوح آلما در فاصله‌ی V883-شکارچی حدود ۱۲ AU است که برای نمایاندن مرز برف در این سامانهی برون‌ریز که به اندازه‌ی ۴۰ AU از ستاره فاصله دارد بسنده می‌کند، ولی برای ستارگان جوان معمولی که مرز برفشان بسیار به آنها نزدیک‌تر است کافی نیست.
۵] ستارگانی مانند V883-شکارچی از رده‌ی ستارگان "FU شکارچی" هستند، برگرفته از نام نخستین ستاره‌ای که با چنین رفتاری دیده شد. برون‌ریزی‌های آنها می‌تواند تا صدها سال ادامه بیابد.
---------------------------------------------------
* در ویدیوی زیر یک پویانمایی از قرص پیش‌سیاره‌ای پیرامون ستاره‌ی جوانِ V883-شکارچی را می‌بینید:
* در این ویدیو هم با بزرگنمایی بخشی از آسمان در صورت فلکی شکارچی، به ستاره‌ی V883-شکارچی می‌رسیم:
-------------------------------------------------
* در ویدیوی زیر یک پویانمایی از قرص پیش‌سیاره‌ای پیرامون ستاره‌ی جوانِ V883-شکارچی را می‌بینید:
* در این ویدیو هم با بزرگنمایی بخشی از آسمان در صورت فلکی شکارچی، به ستاره‌ی V883-شکارچی می‌رسیم:
تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:
واژه نامه:
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA - water - snow line - protoplanetary disc - star - snow - V883 Orionis - protostar - Nature - Earth - Sun - solid - dwarf planet - Pluto - Solar System - long baseline - Lucas Cieza - Millennium ALMA Disk Nucleus - Universidad Diego Portales - Santiago - Chile - planet - au - rocky planet - snowball - Jupiter - radius - planetary system - Solar System - Mars - Mercury - Venus - Saturn - Uranus - Neptune - molecule - carbon monoxide - methane - FU Orionis
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر