کشف غافلگیرکننده: بیرون زدن گازهای پرسرعت از کمربند سیارک‌های یک ستاره جوان
 |
اخترشناسان یک گام ویژه از تکامل و فرگشت سامانه‌های سیاره‌ای را به تصویر کشیده‌اند، گامی که در آن، گازهای پرسرعت مونوکسید کربن از یک سامانه‌ی ستاره‌ای در فاصله‌ی ۴۰۰ سال نوری زمین بیرون می‌زند. این کشف فرصتی را برای بررسی چگونگی فرگشت سامانه‌ی خورشیدی خودمان به ما می‌دهد.
اخترشناسان جریانِ سریعِ گاز مونوکسید کربن را از یک ستاره‌ی جوان و کم‌جرم دیده‌اند: گامی ویژه در فرگشت سامانه‌های سیاره‌ای که می‌تواند بینش‌هایی درباره‌ی چگونگی فرگشت سامانه‌ی خورشیدی خودمان به ما بدهد و نیز نشان دهد که روند دگرگونی سامانه‌ها می‌تواند بسیار پیچیده‌تر از آنچه در گذشته می‌پنداشتیم باشد.
اگرچه هنوز روشن نیست که این گاز چگونه با چنین سرعتی بیرون می‌زند، ولی گروه پژوهشگران به رهبری دانشگاه کمبریج بر این باورند که این گاز می‌تواند دستاورد تبخیر شدن دنباله‌دارهای یخی در کمربند سیارک‌های این سامانه باشد. گزارش این دانشمندان در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر شده است.
شناسایی این سامانه به کمک آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما) در شیلی انجام شده و بخشی از برنامه‌ی پیمایش ستارگان جوان رده‌ی ۳ یا class III بوده است. برخی از ستارگان این رده با قرص‌هایی آواری در بر گرفته شده‌اند که پنداشته می‌شود دستاورد برخوردهایی‌ست که دارد در بخش‌های بیرونی سامانه‌های سیاره‌ایِ نوزاد، میان دنباله‌دارها، سیارک‌ها و دیگر اجرام جامد (خرده سیاره‌ها) رخ می‌دهد. غبارها و آوارهای به جا مانده از این برخوردها نور ستاره‌ی مرکزی را درمی‌آشامند (جذب می‌کنند) و آن را به شکل تابشی کم‌سو بازمی‌گسیلند، تابشی که آلما می‌تواند بررسی‌اش کند.
انتظار می‌رود در بخش‌های درونی سامانه‌های سیاره‌ای، فرآیند پیدایش سیاره‌ها به دسترفتِ همه‌ی داغ‌ترین گازها بیانجامد، و ستارگان رده‌ی ۳ در آنهایی هستند که -دست بالا- تنها غبارهای سرد و کم‌نور برایشان مانده. این کمربندهای کم‌نورِ غبار سرد همانند قرص‌های آواریِ شناخته شده پیرامون دیگر ستارگان هستند، همانند کمربند کویپر در بخش بیرونی سامانه‌ی خودمان که به داشتنِ سیارک‌ها و دنباله‌دارهای بسیار بزرگ‌تر شناخته شده است.
در این پیمایش، دریافته شد که ستاره‌ی "ان‌او گرگ" (NO Lup) با جرمی حدود ۷۰ درصد جرم خورشید، دارای یک قرص غباریِ کم‌نور و کم‌جرم است، ولی تنها ستاره‌ی رده‌ی ۳ است که گاز مونوکسید کربن در آن ردیابی شده، نخستین نمونه از این گونه ستارگان جوان که آلما دیده. اگرچه می‌دانیم که بسیاری از ستارگان جوان هنوز دارای قرص‌های پر از گازهای سیاره‌ساز که خودشان هم با آن به دنیا آمده‌اند هستند، ولی ان‌او گرگ تکامل‌یافته‌تر است و انتظار می‌رفته این گاز آغازین را پس از ساخته شدن سیاره‌هایش از دست داده باشد [که می‌بینیم از دست نداده-م].
شناسایی گاز مونوکسید کربن پدیده‌ای کمیاب است، ولی چیزی که این مشاهدات را ویژه و خاص کرده، مقیاس و سرعت این گاز است، چیزی که انگیزه‌ی پیگیری‌های بیشتر برای بررسی حرکت و سرچشمه‌های آن شد.
نویسنده‌ی اصلی پژوهش، جاشوا لاول از بنیاد اخترشناسی کمبریج می‌گوید: «دیدنِ گاز مونوکسید کربن هیجان‌انگیز است زیرا تاکنون هیچ ستاره‌ی جوان دیگری از این رده توسط آلما تصویربرداری نشده بود. ولی دقیق‌تر که نگاه کردیم، چیزی از این هم شگفت‌انگیزتر را دیدیم: این گاز با توجه به فاصله‌ای که از ستاره داشت، بسیار سریع‌تر از چشمداشت‌ها حرکت می‌کرد. این ما را تا زمانی دراز گیج کرده بود.»
گرنت کندی از دانشگاه واریک، که کار مدل‌سازی را در این پژوهش رهبری می‌کرد به راه حلی برای این راز رسید. او می‌گوید: «ما روش ساده‌ای برای توضیحش پیدا کردیم: با ساختن مدل یک حلقه‌ی گازی، ولی دادن یک ضربه‌ی پس‌زنی اضافه رو به بیرون به این گاز. مدل‌های دیگری هم برای توضیح قرص‌های جوان با یک چنین سازوکاری به کار رفته، ولی این قرص بیشتر مانند یک قرص آواری است، جایی که تاکنون بادی در آن ندیده بودیم. مدل ما نشان می‌داد که این گاز به طور کامل با سناریویی سازگار است که در آن، گاز دارد با سرعت ۲۲ کیلومتر بر ثانیه بیرون زده می‌شود، چیزی که بسیار بیشتر از هر سرعت مداری پایداری‌ست.»
بررسی‌های بیشتر نشان می‌داد که این گاز می‌تواند در برخورد میان سیارک‌ها پدید آمده باشد، یا در فرآیند فرازش (تصعید، گذار از حالت جامد به گاز) روی سطح دنباله‌دارهایی که انتظار می‌رود سرشار از مونوکسید کربن باشند.
فضاپیمای نیوهورایزنز ناسا هم به شواهد تازه‌ای از یک چنین فرآیندی در سامانه‌ی خودمان دست یافته. نیوهورایزنز در سال ۲۰۱۹ از کنار اولتیما ثولی در کمربند کویپر گذشت و دگرگونی‌های فرازشی (تصعیدی) که حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش رخ داده بود را روی سطح آن دید. پس ما برای نخستین بار همین چیزی که میلیاردها سال پیش دنباله‌دارها را در سامانه‌ی خورشیدی خودمان تبخیر کرد را داریم در فاصله‌ی ۴۰۰ سال نوری می‌بینیم، در فرآیندی که شاید در همه‌ی سامانه‌های سیاره‌زا رایج باشد، و دارای مفاهیمی برای چگونگی دگرگونی همه‌ی دنباله‌دارها، سیارک‌ها و سیاره‌ها باشد.
دیگر نویسنده‌ی این پژوهش، پرفسور مارک وایت از همین بنیاد اخترشناسی می‌گوید: «این ستاره‌ی فریبنده دارد نور بر گونه‌ای از فرآیندهای فیزیکی می‌افکند که سامانه‌های سیاره‌ای را اندکی پس از به دنیا آمدن، درست پس از پدیدار شدن آنها از قرص پیش‌سیاره‌ایِ پیرامونشان شکل می‌دهد.»«اگرچه تولید گاز توسط خرده‌سیاره‌ها را در سامانه‌های پیرتر هم دیده بودیم، ولی نرخ برشیِ تولید گاز در این سامانه‌ها و سرشت برون‌ریزی آنها [در این سامانه‌ی تازه] بسیار چشمگیر است، و نشانگر گامی در فرگشت سامانه‌های سیاره‌ای‌ست که اینجا داریم برای نخستین بار می‌بینیم.»
اگرچه این راز به طور کامل گشوده نشده، و مدل سازی‌های دقیق بیشتری برای پی بردن به این که چرا گاز دارد این چنین سریع بیرون می‌زند نیازست، ولی چیزی که مطمئنیم اینست که این سامانه هدف پیگیری‌های شدید‌تری خواهد بود.
لاول می‌گوید: «ما امیدواریم آلما دوباره برخط شود، و تلاش خواهیم کرد این سامانه را دوباره با جزییات بیشتر رصد کنیم. با توجه به این که تنها در یک رصد کوتاه ۳۰ دقیقه‌ای این همه چیز درباره‌ی این گام آغازین در فرگشت سامانه‌های سیاره‌ای یاد گرفته‌ایم، پس این سامانه هنوز چیزهای بسیار بیشتری برای گفتن به ما دارد.»
--------------------------------------------
تلگرام، توییتر، و اینستاگرام یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
instagram.com/1star.7sky
واژه‌نامه:
planetary system - carbon monoxide - star system - solar system - star - University of Cambridge - comet - asteroid belt - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - Atacama Large Millimetre/submillimetre Array - ALMA - Chile - class III - debris disc - asteroid - planetesimal - Kuiper belt - NO Lup - sun - Joshua Lovell - Institute of Astronomy - Grant Kennedy - University of Warwick - orbital speed - sublimation - NASA - New Horizons mission - Ultima Thule - protoplanetary disk - Professor Mark Wyatt - shear rate
منبع: دانشگاه کمبریج
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر