ستارهشناسان سیارهای در حال تولد را رصد کردند
در دنیای اخترشناسی، لحظه تولد یک سیاره معمولاً از دید بشر پنهان میماند؛ چرا که این فرایند در دل دیسکهای غبارآلود و دوردست رخ میدهد. اما پیشرفت ابزارهای تصویربرداری و طیفسنجی اکنون امکان مشاهده مستقیم این لحظات نادر را فراهم کرده است. کشف جدید ستارهشناسان نهتنها تصویری زنده از رشد یک سیاره را ارائه میدهد، بلکه مدلهای رایج شکلگیری سیارات را نیز به چالش میکشد و درک ما از تولد جهانهای جدید را دگرگون میسازد.
پروتوپلنتها اجرام آسمانیای هستند که در حال تبدیل شدن به سیارات کامل بوده و در دیسکهای گاز و غبار اطراف ستارگان جوان و داغ شکل میگیرند. این اجرام که اغلب چند برابر جرم مشتری هستند، هنوز در محیط تولد خود مدفون هستند و از طریق دیسکهای اطرافسیارهای بهطور فعال از مواد اطراف تغذیه میکنند. برخلاف سیارات بالغ، پروتوپلنتها نمایی نادر از فرایندهای خشونتبار و آشفته شکلگیری سیارات ارائه میدهند و نشان میدهند که جهانهایی که امروز میبینیم چگونه پدید آمدهاند. ویستا یکی از پروتوپلنتهای شناختهشده و باقیمانده است.
اکنون، گروهی از ستارهشناسان موفق شدهاند یکی از این اجرام را در حال شکلگیری رصد کنند. جرم مورد نظر AB Aurigae b نام دارد، پروتوپلنتی غولپیکر با جرمی حدود چهار برابر مشتری که در فاصله ۹۳ واحد نجومی از ستاره جوان خود قرار دارد؛ فاصلهای تقریباً سه برابر فاصله خورشید تا نپتون. آنچه این کشف را هیجانانگیزتر میکند، مشاهده فرایند جذب فعال ماده توسط این سیاره است، در واقع، ستارهشناسان در حال تماشای رشد آن در زمان واقعی هستند.
با استفاده از طیفنگار MUSE متعلق به تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در شیلی، تیمی بینالمللی به رهبری پژوهشگران مرکز اخترزیستشناسی ژاپن موفق به شناسایی خطوط نشری هیدروژن آلفا از این پروتوپلنت شدند. این نور هیدروژن از گاز داغی ناشی میشود که در حین تغذیه از دیسک پیشسیارهای اطراف، بهسوی سیاره مارپیچ میزند.
T. Currie از مرکز اخترزیستشناسی گفت: «AB Aurigae تنها دومین سامانه پیشسیارهای است که تاکنون در هیدروژن آلفا شناسایی شده و نخستین موردی است که منبع آن طیفی شبیه به پروفایل معکوس P Cygni نشان میدهد.»
نشری هیدروژن شناساییشده از AB Aurigae b الگوی متمایزی دارد که نشان میدهد گاز بهجای رانده شدن به بیرون، بهسوی سیاره سقوط میکند الگویی که بهعنوان «پروفایل معکوس P Cygni» شناخته میشود. این الگو پیشتر در ستارگان جوانی که جذب سریع ماده را تجربه میکنند دیده شده بود، اما AB Aurigae b نخستین پروتوپلنتی است که شواهدی واضح از جذب فعال جرم را نشان میدهد.
نشری در طولموجهایی کمی آبیگرایش نسبت به خط هیدروژن آلفا ظاهر میشود که نشاندهنده حرکت گاز بهسوی ما با سرعت حدود ۱۰۰ کیلومتر بر ثانیه است، در حالیکه ویژگیهای جذبی در طولموجهای قرمزگرایش دیده میشوند که نشاندهنده حرکت ماده به دور از ما با سرعت حدود ۷۵ کیلومتر بر ثانیه هستند. این ترکیب، پروفایل «معکوس» مشخصی ایجاد میکند که نشاندهنده سقوط ماده است.
آنچه AB Aurigae b را جالب میکند این است که برخلاف سایر سیارات جوان تصویربرداریشده که در شکافهای دیسکهایشان گردش میکنند، AB Aurigae b همچنان در دیسک تولد خود مدفون است. این ویژگی امکان مشاهده مستقیم فرایند تغذیه را ممکن میسازد، زیرا سیاره از محیط اطراف خود جرم جذب میکند. سن جوان این سامانه، حدود دو میلیون سال نشان میدهد که ما در حال مشاهده مراحل اولیه شکلگیری سیارات هستیم.
مشاهدات مربوط به AB Aurigae b مدلهای استاندارد شکلگیری سیارات را به چالش میکشد. با توجه به فاصله زیاد این سیاره از ستارهاش، احتمالاً از طریق فرایندی شکل گرفته که در آن نواحی متراکم دیسک تحت گرانش خود بهسرعت فرو میریزند، مانند روش تجمع هستهای که منجر به شکلگیری مشتری و زحل شده بود.
شناسایی نشری هیدروژن، شواهد مستقیمی از جذب جرم توسط پروتوپلنتی که هنوز در دیسکی قرار دارد که از آن شکل گرفته، ارائه میدهد و بینشهای حیاتی درباره نحوه رشد سیارات غولپیکر گازی در مرحله شکلگیریشان فراهم میکند. دیسک اطرافسیارهای که AB Aurigae b را احاطه کرده، بهعنوان مکانیزم تغذیه عمل کرده و ماده را از دیسک پیشسیارهای بزرگتر بهسوی سیاره در حال رشد هدایت میکند.
شناسایی AB Aurigae b تنها آغاز عصری جدید در مطالعه شکلگیری سیارات است. مشاهدات آینده کمک خواهند کرد تا مشخص شود دقیقاً چه مقدار از نشری شناساییشده از خود سیاره نشأت میگیرد و چه مقدار نور بازپردازششده از دیسک اطراف آن است.
