کشف جفت سیاره نوزاد و ستاره مادر جوان

رصدهای جدید ALMA شامل شواهد محکمی از دو سیاره نوزاد هم اندازه زحل است که به دور ستاره ای با نام HD163296 می گردند. این سیارات که هنوز به طور کامل شکل نگرفته اند، خود را با ناشر دوگانه ای که در گرد و غبار و بخش گازی دیسک ستاره ای به جا گذاشته، نشان دادند.

مشاهدات قبلی از دیگر سامانه های ستاره ای جوان کمک کرد تا درباره تشکیل سیاره ها بازنگری کنیم. برای مثال تصاویر ALMA از HLTauri و TW Hydra شکاف قابل توجه و ساختار حلقه برجسته در دیسک گرد و غبار ستاره را نشان داد. این ویژگی ها ممکن است اولین نشانه های وسوسه انگیز از سیاره هایی باشند که در حال تولد هستند. شایان ذکر است این نشانه ها در اطراف ستاره های بسیار جوان تر از آنچه که ستاره شناسان فکر می کردند، آشکار شدند که نشان می دهد شکل گیری سیاره می تواند به سرعت پس از شکل گیری دیسک گازی آغاز شود.

آندره ایزلا، ستاره شناس دانشگاه Rice در هیوستون تگزاس و نویسنده ارشد مقاله که در Physical Review منتشر شد، بیان کرد: « ALMA تصاویر هیجان انگیز و مناظر دیده نشده ای از حلقه ها و شکاف اطراف ستاره های جوان به ما نشان داد که می تواند نشانی از شکل گیری سیاره باشد. با این حال، از آنجایی که ما فقط در گرد و غبار دیسک ها جستجو می کردیم، نمیتوانیم اطمینان حاصل کنیم چه چیزهایی این ویژگی ها را بوجود آوردند.»

در مطالعه HD163296، تیم تحقیقاتی از آرایه ALMA برای اولین بار برای ردیابی پراکندگی گرد و غبار و گاز مونو کسید کربن (CO) در دیسک، با همان سطح از جزییات استفاده کردند.

این مشاهدات سه شکاف مجزا را در دیسک گازی پرگرد و غبار HD163296 نشان داد. اولین شکاف در فاصله تقریبا 60  واحد نجومی از ستاره مرکزی قرار دارد که دو برابر فاصله خورشید تا نپتون است. (واحد نجومی AU فاصله متوسط زمین تا خورشید است.) دو شکاف دیگر در فاصله 100 و 160 واحد نجومی از ستاره مرکزی قرار دارند که فراتر از کمربند کوییپر سامانه خورشیدی ماست.

با استفاده از توانایی ALMA برای تشخیص طول موج های ضعیف میلیمتری که بوسیله مولکول های گاز منتشر می شوند، ایزلا و تیمش کشف کردند که شیب قابل ملاحظه ای در مقدار CO در دو شکاف گرد و غبار بیرونی وجود دارد.

تصویر خیالی از دیسک گازی اطراف ستاره جوان HD163296 . با مطالعه گرد و غبار (قهوه ای مایل به سرخ) و گاز مونوکسید کربن (آبی روشن) نمایه دیسک، ستاره شناسان شواهد وسوسه انگیزی از دو سیاره در حال شکل گیری در دو شکاف گرد و غبار دیسک کشف کردند.

با دیدن ویژگی های مشابه در گاز و غبار دیسک، ستاره شناسان باور دارند شواهد محکمی پیدا کردند که دو سیاره در فاصله دوری از ستاره مرکزی در حال شکل گیری هستند. ستاره شناسان در ادامه بیان کردند: عرض و عمق این دو شکاف نشان می دهد که هر سیاره هم اندازه زحل است.

تیم تحقیقاتی مشاهده کرد در شکاف نزدیک به ستاره تفاوت چندانی در غلظت گاز CO در مقایسه با دیسک گرد و غبار اطراف آن وجود ندارد. این بدان معناست که شکاف درونی می تواند توسط چیزی به غیر از یک سیاره در حال ظهور تولید شده باشد.

تصویر ترکیبی از دیسک گازی اطراف HD163296 . منطقه قرمز داخلی، گرد و غبار دیسک گازی را نشان می دهد. دیسک آبی گسترده، گاز مونوکسید کربن موجود در سامانه را نشان می دهد. آرایه ALMA مشاهده کرد که در دو شکاف بیرونی در گرد و غبار، شیب قابل توجهی در غلظت مونوکسید کربن وجود دارد که نشان از دو سیاره در حال شکل گیری است.

ایزلا بیان کرد: «غبار و گاز رفتار متفاوتی در اطراف ستاره های جوان دارد. ما می دانیم که برای مثال، فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی خاصی می تواند ساختارهای حلقه ای را در گرد و غبار همانند آنچه که قبلا دیده ایم، ایجاد کند. ما قطعا باور داریم این ساختارها می تواند کار یک سیاره در حال تولد باشد که گرد و غبار را می روبد اما به سادگی نمی توانیم دیگر توضیحات ممکن را رد کنیم. مشاهدات جدید شواهد جذابی را از شکل گیری سیارات در اطراف این ستاره جوان نشان می دهد.»

ستاره HD163296 پنج میلیون سال سن و دو برابر خورشید جرم دارد. این ستاره تقریبا در فاصله ۴۰۰ میلیون سال نوری از زمین در صورت فلکی قوس قرار دارد.

منبع: astronomynow.com