اكتشف هابل كوكبًا أوليًا يمكنه رفع نماذج تكوين الكواكب

قام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا بتصوير أدلة حية لتكوين كوكب أولي يشبه كوكب المشتري ، والذي وصفه الباحثون بأنه “عملية خطيرة وعنيفة”. يدعم هذا الاكتشاف النظرية القديمة حول كيفية تشكل الكواكب مثل كوكب المشتري ، والمعروفة باسم “عدم استقرار القرص”.

العالم الجديد قيد الإنشاء مضمن في قرص كوكبي أولي من الغبار والغاز ، مع نظام حلزوني فريد يدور حول نجم شاب يقدر عمره بنحو مليوني عام. أي عمر نظامنا الشمسي عندما تشكل الكوكب. (يبلغ عمر النظام الشمسي حاليًا 4.6 مليار سنة).

قالت يوريكا ساينتفيك ، الباحثة الرئيسية في تلسكوب سوبارو ثين كوري والدراسة: “الطبيعة ذكية ، يمكنها إنشاء كواكب بطرق متنوعة”.

تتكون جميع الكواكب من أشياء ظهرت على قرص مسير الشمس. النظرية السائدة لتشكيل كوكب جوفيان تسمى “التراكم الأساسي” ، وهو نهج من أسفل إلى أعلى تنمو فيه الكواكب المدمجة بالقرص من أجسام صغيرة – تتراوح في الحجم من حبيبات الغبار إلى الصخور – وتصطدم وتلتصق حول نجم. يقوم هذا المركز بتجميع الغاز ببطء من القرص. على النقيض من ذلك ، فإن نهج عدم استقرار القرص هو أنه عندما يبرد قرص كبير حول نجم ، فإن القرص سينقسم بسرعة إلى جزء أو أكثر من أجزاء كتلة الكوكب عن طريق الجاذبية.

الكوكب AB Aurigae b الذي تم تشكيله حديثًا أكبر بتسعة أضعاف من كوكب المشتري ويدور حول نجمه على بعد 8.6 مليار ميل – ويبعد بلوتو ضعف المسافة عن شمسنا. عند هذه المسافة ، سوف تستغرق الكواكب بحجم المشتري وقتًا طويلاً لتتشكل من خلال اقتران مركزي. هذا يقود الباحثين إلى استنتاج أن عدم استقرار القرص ساعد في خلق كوكب بعيد جدًا. علاوة على ذلك ، هذا مخالف لتوقعات تكوين الكواكب من خلال نموذج التراكم المركزي المقبول على نطاق واسع.

يجمع التحليل الجديد البيانات من جهازي هابل: مقياس الطيف التصويري للتلسكوب الفضائي وكاميرا الأشعة تحت الحمراء المجاورة وجهاز الطيف متعدد الأجسام. تمت مقارنة البيانات بجهاز تصوير كوكبي متطور يسمى SCExAO ، يقع على قمة ماونا كيا ، هاواي ، في تلسكوب سوبارو الياباني بطول 8.2 متر. أثبتت ثروة البيانات من التلسكوبات الفضائية والأرضية أهميتها لأنه من الصعب جدًا التمييز بين ميزات القرص المعقدة غير المرتبطة بالكواكب والكواكب الفرعية.

قال كوري: “إن تفسير هذا النظام يمثل تحديًا كبيرًا”. “هذا أحد أسباب حاجتنا إلى هابل لهذا المشروع – صورة نظيفة لفصل الضوء عن القرص وأي كوكب بشكل أفضل.”

قدمت الطبيعة أيضًا راحة: قرص ضخم من الغبار والغاز يدور حول النجم AB Aurigae مائل تقريبًا في عرض مباشر من الأرض.

أكد كوري أن طول عمر هابل لعب دورًا مهمًا في مساعدة الباحثين على قياس مدار الكوكب الأولي. كان في البداية متشككًا في أن AB Aurigae b كان كوكبًا. كانت بيانات أرشيف هابل ، إلى جانب تصوير سوبارو ، نقطة تحول في تغيير رأيه.

وقال كوري “لم نتمكن من رصد هذه الحركة في عام أو عامين”. “قدم هابل قاعدة زمنية مع 13 عامًا من بيانات سوبارو ، والتي كانت كافية لاكتشاف الحركة المدارية.”

قال أوليفييه كيون ، من جامعة أريزونا ، توكسون وسوبارو ، هاواي: “تعمل هذه النتيجة على تحسين أرصاد الأرض والفضاء ويمكننا العودة بالزمن إلى الوراء مع ملاحظات أرشيف هابل”. “يتم الآن عرض AB Aurigae b بأطوال موجية متعددة ، وظهرت صورة ثابتة – إنها مستقرة جدًا.”

تم نشر نتائج الفريق في عدد 4 أبريل علم الفلك الطبيعي.

قال آلان باس من معهد كارنيجي للعلوم في واشنطن: “هذا الاكتشاف الجديد دليل قوي على أن بعض الكواكب الغازية العملاقة يمكن أن تتشكل بواسطة آلية عدم استقرار القرص”. “في النهاية ، يتم حساب الجاذبية فقط لأن بقايا عملية تكوين النجوم يتم تجميعها معًا عن طريق الجاذبية لتشكيل الكواكب بطريقة أو بأخرى.”

إن فهم الأيام الأولى لتكوين الكواكب مثل كوكب المشتري يمنح علماء الفلك سياقًا إضافيًا في تاريخ نظامنا الشمسي. يمهد هذا الاكتشاف الطريق لأبحاث مستقبلية في التركيب الكيميائي لأقراص الكواكب الأولية مثل AB RK ، بما في ذلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا.