«جیمز وب» یک قرص عجیب سیاره‌زا کشف کرد

نورنیوز-گروه اجتماعی: ستاره‌شناسان با استفاده از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» یک قرص عجیب گاز و غبار را در اطراف یک ستاره نوزاد کشف کرده‌اند که می‌تواند مدل‌های کنونی تشکیل سیاره را به چالش بکشد.

قرص پیش‌سیاره‌ای مشاهده‌شده توسط جیمز وب، ترکیب شیمیایی عجیبی دارد. این قرص در منطقه‌ای ظاهر شده که انتظار می‌رود سیاره‌های سنگی مانند زمین در آن شکل بگیرند، غلظت کربن دی‌اکسید آن به طرز شگفت‌آوری بالاست و به طور غیرمنتظره‌ای آب کمی دارد.

به نقل از اسپیس، این قرص پیش‌سیاره‌ای، ستاره نوزاد «XUE 10» را احاطه کرده است که در فاصله حدود ۵۵۵۰ سال نوری از زمین در منطقه وسیع «ان‌جی‌سی ۶۳۵۷»(NGC 6357) تشکیل‌دهنده ستاره‌ قرار دارد.

این کشف جدید توسط گروه پژوهشی «eXtreme Ultraviolet Environments» به دست آمده است که بر چگونگی تأثیر میدان‌های شدید تابش بر شیمی قرص‌های پیش‌سیاره‌ای تمرکز دارند.

«جنی فردیانی»(Jenny Frediani) از اعضای این گروه و پژوهشگر «دانشگاه استکهلم»(Stockholm University) گفت: برخلاف بیشتر قرص‌های سیاره‌ساز نزدیک که بخار آب در مناطق داخلی آنها عنصر غالب به شمار می‌رود، این قرص به طرز شگفت‌آوری غنی از کربن دی‌اکسید است. در واقع، آب در این منظومه به قدری کمیاب است که به سختی می توان آن را تشخیص داد. این یک تضاد چشمگیر با آنچه معمولاً مشاهده می‌کنیم است که مدل‌های کنونی شیمی و تکامل قرص را به چالش می‌کشد زیرا سطوح بالای کربن دی‌اکسید نسبت به آب را نمی‌توان به راحتی با فرآیندهای استاندارد تکامل قرص توضیح داد.

ستاره‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که توده‌های بسیار متراکم در ابرهای گاز و غبار به هم می‌پیوندند و در نهایت، جرم کافی را برای فروپاشی گرانشی به دست می‌آورند. آنچه از ماده‌ مولد این پیش‌ستاره‌ در حال رشد باقی می‌ماند، به دور آن می‌چرخد، مسطح می‌شود و یک قرص پیش‌سیاره‌ای را تشکیل می‌دهد که در آن سیاره‌ها می‌توانند به دنیا بیایند.

دانشمندان در حال حاضر معتقدند تشکیل سیاره زمانی رخ می‌دهد که سنگریزه‌های غنی از یخ آب از مناطق بیرونی سردتر یک قرص پیش‌سیاره‌ای به مناطق داخلی گرم‌تر آن رانده می‌شوند. دمای بالاتر کمک می‌کند تا یخ جامد مستقیماً طی فرآیند موسوم به «تصعید» به گاز تبدیل شود.

این امر معمولاً سیگنال‌های قوی از بخار آب را در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای پدید می‌آورد که تلسکوپ‌هایی مانند جیمز وب می‌توانند آنها را مشاهده کنند. با وجود این، قرص اطراف XUE 10 سیگنال‌های قوی کربن دی‌اکسید را نشان داد.

«ارجان بیک»(Arjan Bik) از پژوهشگران این پروژه گفت: دیدن چنین فراوانی بالایی از کربن دی‌اکسید در منطقه تشکیل سیاره، غیرمنتظره است و نشان می‌دهد که تابش شدید فرابنفش - خواه از ستاره میزبان و خواه از ستاره‌های بزرگ همسایه - در حال تغییر دادن شکل شیمیایی قرص است.

این تنها شگفتی نبود که جیمز وب در رابطه با XUE 10 و قرص پیش‌سیاره‌ای آن برای گروه پژوهشی به ارمغان آورد. داده‌های به‌دست‌آمده درباره این قرص، مولکول‌های کربن دی‌اکسید را نشان داد که با ایزوتوپ‌های کربن ۱۳ و ایزوتوپ‌های اکسیژن ۱۷ و ۱۸ غنی شده بودند.

وجود این ایزوتوپ‌ها می‌تواند به توضیح دادن این موضوع کمک کند که چرا ایزوتوپ‌های غیر معمول خاصی در قطعاتی از منظومه شمسی اولیه در طول تشکیل شهاب‌سنگ‌ها و دنباله‌دارها باقی مانده‌اند.

این پژوهش، توانایی چشمگیر تلسکوپ فضایی جیمز وب را برای شناسایی ردپای شیمیایی در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای دوردست طی دوران حیاتی شکل‌گیری سیاره‌ها نشان می‌دهد.

«ماریا کلودیا رامیرز تانوس»(Maria-Claudia Ramirez-Tannus) سرپرست این گروه پژوهشی و پژوهشگر «موسسه نجوم ماکس پلانک»(MPIA) گفت: این نشان می‌دهد محیط‌های تابشی شدید که در مناطق تشکیل ستاره‌های بزرگ رایج هستند، چگونه می‌توانند اجزای سازنده سیاره‌ها را تغییر دهند. از آنجا که بیشتر ستاره‌ها و احتمالاً بیشتر سیاره‌ها در چنین مناطقی تشکیل می‌شوند، درک این اثرات برای درک تنوع جو سیاره‌ها و پتانسیل سکونت آنها ضروری است.

این پژوهش در مجله «Astronomy & Astrophysics» به چاپ رسید.