دانشمندان برای اولین بار شاهد تولد سیاره‌ها هستند
دانشمندان برای اولین بار موفق به مشاهده‌ی تولد یک سیاره شدند. این اتفاق مربوط به دو یا شاید هم سه پیش‌سیاره (protoplanet) است که در مداری حول یک ستاره‌ی شبیه به خورشید با فاصله‌ی ۴۳۰ سال نوری از زمین می‌چرخند.
این کشف جدید زوایای تازه‌ای از چگونگی تولد و شکل‌گیری سیاره‌ها را برای دانشمندان روشن کرد. تا امروز حدود ۱۹۰۰ سیاره روی مدارهای حول ستاره‌های مختلف مشاهده شده‌اند ولی همه‌ی آن‌ها بالغ بوده‌اند؛ مثل هشت سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی خودمان.
هر سیاره روی یک مدار حول یک ستاره می‌گردد. وقتی سیاره از جلوی ستاره‌ای که روی مدار حول آن می‌چرخد، رد می‌شود، جلوی نور ستاره را می‌گیرد و از همین‌جا برای دانشمندان روی زمین قابل شناسایی است.
اما سیاره‌های تازه متولد شده آن‌قدر کوچک و ضعیف هستند که با این روش دیده نمی‌شوند. از این رو منجمان سعی کرده‌اند تا آن‌ها را مستقیما مشاهده کنند. آن‌ها تلسکوپ‌های فوق‌العاده قوی خودشان را به سمت ستاره‌های جوان و فضای نسبتا تهی‌ای که پیرامون آن‌ها می‌دیدند، نشانه گرفتند. این فضای تهی « حفره‌ی قرص» (Disk Cavity) نامیده می‌شود.
در اواخر سال ۲۰۱۱ دو منجم یک پیش‌سیاره‌ی احتمالی را در ناحیه‌ای حول ستاره‌ی LkCa 15 پیدا کردند. این ستاره تقریبا ۲ میلیون سال سن دارد و منجمان تخمین می‌زنند که سیاره باید ۱۰۰۰ برابر کم‌نورتر از ستاره‌ی LkCa 15 باشد.
تیمی به سرپرستی «استفانی سالوم» (Stephanie Sallum)، فارغ‌التحصیل از دانشگاه آریزونا، تلسکوپ دوچشمی خود را به سمت این ستاره تنظیم کردند. آن‌ها با تکنیک NRM عکس‌های باکیفیتی از ناحیه‌ی پیرامون این ستاره‌ی جوان گرفتند. تیم با این تکنیک موفق به دیدن دو جسم تیره (LkCa 15b و LkCa 15c ) شد که روی مدارهای ثابتی حول این ستاره می‌چرخیدند. این تکنیک آن‌قدر مورد توجه منجمان قرار گفت که قابلیت NRM را به تلسکوپ فضایی «جیمز وب» (James Webb) که در سال ۲۰۱۸ ساخته می‌شود، اضافه کردند.
هر سیاره روی یک مدار حول یک ستاره می‌گردد. وقتی سیاره از جلوی ستاره‌ای که روی مدار حول آن می‌چرخد، رد می‌شود، جلوی نور ستاره را می‌گیرد و از همین‌جا برای دانشمندان روی زمین قابل شناسایی است.
فاصله‌ی LkCa 15b نسبت به ستاره‌اش ۱۵ برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید است و فاصله‌ی LkCa 15c معادل ۱۷ برابر. پس اولی که نزدیک‌تر است، سریع‌تر حرکت می‌کند. از روی حرکت این دو سیاره چنین استنتاج شده که باید حداکثر ۵ تا ۱۰ برابر بزرگ‌تر از سیاره‌ی مشتری باشند؛ نه بیش‌تر.
مضاف بر این‌ها، تیم موفق به مشاهده‌ی جسم سومی هم شد که آن را LkCa 15d نامیدند. اما چون نشانه‌های دریافتی از این مورد سوم چندان قوی نبوده، با اطمینان درباره وجود آن به عنوان سومین سیاره سخن نمی‌گویند.
دانشمندان برای به دست آوردن اطلاعات بیش‌تر درباره‌ی این پیش‌سیاره‌ها، از روش رصد دیگری هم استفاده کردند تا شاید بتوانند نشانه‌های نور H-alpha را ببینند. وقتی الکترون‌های داخل اتم هیدروژن طی پروسه‌ی خاصی انرژی خودشان را از دست بدهند، نور H-alpha تولید می‌شود. این پروسه زمانی رخ می‌دهد که غبار و گازبه درون یک سیاره‌ی جدید کشیده می‌شوند.
در این آزمایش دوم، LkCa 15b خیلی واضح دیده شد ولی LkCa 15c قابل شناسایی نبود. البته آن‌ها کوتاه نیامدند چون احتمال دارد در زمان رصد، LkCa 15c در حالت آرام‌تری بوده و به همین دلیل نور H-alpha را منتشر نمی‌کرد. احتمال دوم هم این است که شاید نور توسط غبار و گازها جذب شده بود و تلسکوپ نتوانست آن را ببیند.
وقتی الکترون‌های داخل اتم هیدروژن طی پروسه‌ی خاصی انرژی خودشان را از دست بدهند، نور H-alpha تولید می‌شود. این پروسه زمانی رخ می‌دهد که غبار و گازبه درون یک سیاره‌ی جدید کشیده می‌شوند.
با تمام این احوال، دانشمندان اطمینان داده‌اند که اجسام دیده شده، سیاره‌هایی در مرحله‌ی تولد و شکل‌گیری بوده‌اند. به احتمال زیاد این سیاره‌ها به شیوه‌ی «مدل قرص برافزایشی» (accretion disk model) متولد شده‌اند. در این مدل که نسخه‌ی ابتدایی شکل ستاره‌ها است، یک جسم شروع به جمع‌آوری غبار و گازهای اطراف‌اش می‌کند. با در نظر گرفتن این‌که نور H-alpha هم از مورد LkCa 15b مشاهده نشد، این نظریه قوت بیش‌تری می‌گیرد.
دانشمندان امیدوار هستند که با رصد منظم بتوانند بفهمند که آیا روند شکل‌گیری سیاره‌ها یک پروسه‌ی پایدار و ثابت است یا به صورت ناگهانی تشکیل می‌شوند.
«ژاهوان ژو» (Zhauhuan Zhu)، فیزیکدان منجم دانشگاه پرینستن در مقاله‌ای که پیرو این تحقیق نوشت، گفت: “تکنیکی که تیم سالوم به کار گرفته می‌تواند سیاره‌های در حال تولدی را به دانشمندان نشان بدهد که تا پیش از این برای ما قابل مشاهده نبودند، چون یا خیلی از ما دور یا پشت غبار پنهان بودند؛ شاید هم هردو.”
ویدیوی زیر حاوی تصاویری است که با تلسکوپ دوچشمی و سیستم اپتیک Magellan Adaptive گرفته شده است. در این‌جا اجسامی را می‌بینید که گمان می‌رود سیاره‌هایی در حال تولد باشند.
منبع: LAtimes
خیلی جالبه