«جیمز وب» داستان جدیدی را در مورد تولد زمین تعریف می‌کند

به گزارش پایگاه خبری “ججین” به نقل از ایسنا، «تلسکوپ فضایی جیمز وب»، قرص‌های تشکیل‌دهنده سیاره را یافته است که بخار سرد منتشر می‌کنند. این کشف می‌تواند شواهد مهمی را در مورد یک نظریه پیشرو برای توصیف کردن چگونگی تشکیل شدن سیارات ارائه دهد.

این بخار آب اضافی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب در دو قرص فشرده از گاز و گرد و غبار اطراف ستاره‌های جوانی که فقط دو تا سه میلیون سال سن دارند، شناسایی شد. این ستاره‌ها در محدوده جدول زمانی جهان ما بسیار جوان هستند. قرص‌ها در ناحیه ستاره‌ساز «گاو»(Taurus) واقع شده‌اند که در فاصله ۴۳۰ سال نوری از ما قرار دارد.

ستاره‌شناسان معتقدند سیارات از طریق فرآیندی شکل می‌گیرند که با آنچه انباشت سنگ‌ریزه نام دارد، آغاز می‌شود و تکه‌های کوچک سنگ سیلیکات را در بر دارد که اندازه آنها از یک سانتی‌متر تا حدود یک متر است و در یخ پوشانده شده‌اند. تصور می‌شود آنها زندگی خود را در قسمت‌های بیرونی یخ‌زده یک قرص تشکیل‌دهنده سیاره که معمولا خانه دنباله‌دارها هستند، آغاز می‌کنند و در نهایت، اصطکاک را در قرص تجربه می‌کنند. این اصطکاک احتمالا انرژی مداری سنگ‌ریزه‌ها را از بین می‌برد و باعث انتقال آنها به قلمرو درونی قرص می‌شود.

تصور بر این است که سنگ‌ریزه‌ها همان طور که در قلمرو داخلی جمع می‌شوند، برخورد به یکدیگر و چسبیدن به هم را آغاز می‌کنند و به آرامی در اجرام بزرگتر جمع می‌شوند تا در نهایت، به سیاره‌های اولیه تبدیل شوند. گرانش بسیار قوی‌تر این پیش‌سیاره‌ها به آنها امکان می‌دهد تا سنگ‌ریزه‌ها را با سرعتی بیشتری جمع کنند و به رشد آنها سرعت بدهند. نظریه قدیمی شکل‌گیری سیاره‌ها این است.

بخار آب شناسایی‌شده توسط «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب، شاهدی بر این فرآیند است و انتظار می‌رود این نوع آب از سنگ‌ریزه‌های یخی در حال انتقال به دست بیاید.

اعتقاد بر این است که همان طور که سنگ‌ریزه‌های یخی به سمت داخل حرکت می‌کنند، از مرزی به نام خط برف رد می‌شوند. زمانی که سیاره‌ها در منظومه شمسی ما در حال شکل‌گیری بودند، خط برف دقیقا داخل مدار کنونی مشتری بود. در این مرز، دمای داخل قرص برای این که آب به صورت یخ وجود داشته باشد، بسیار زیاد است. بنابراین، پوشش یخی روی سنگ‌ریزه‌ها تبخیر می‌شود و تزریق بخار آب سرد را به قسمت داخلی قرص به همراه دارد.

این همان چیزی است که دستگاه فروسرخ میانی می‌تواند تشخیص دهد.

«آندریا بانزاتی»(Andrea Banzatti) پژوهشگر «دانشگاه ایالتی تگزاس» و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: جیمز وب سرانجام ارتباط بین بخار آب را در قرص داخلی و انباشت سنگ‌ریزه‌های یخی قرص بیرونی آشکار کرد.

جیمز وب در مجموع چهار قرص تشکیل‌دهنده سیاره را مشاهده کرد؛ دو قرص کاملا فشرده و دو قرص که گسترش یافته‌اند و انتقال به داخل را تجربه نکرده‌اند. بخار آب فقط در دو قرص فشرده یافت شد.

هنوز پرسش‌های بدون پاسخ وجود دارند. برای مثال، به نظر می‌رسد که دو قرص گسترش‌یافته، متعلق به منظومه‌هایی به نام‌های CI Tau و IQ Tau هستند و در تصاویر گرفته‌شده توسط «آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما»(ALMA)، حلقه‌هایی را نشان می‌دهند. نحوه تشکیل شدن این حلقه‌ها هنوز مورد بحث قرار دارد اما یک نظریه این است که وقتی سنگ‌ریزه‌های در حال انتقال، با ناحیه‌ای دارای فشار بالاتر روبه‌رو می‌شوند، سرعت انباشت کاهش می‌یابد. تصور بر این است که کند شدن سرعت، سنگ‌ریزه‌های درون این نوع تله‌های فشار را مجبور می‌کند تا به صورت حلقه‌ها ظاهر شوند. در هر حال، چگونگی تأثیر این حلقه‌ها بر شکل‌گیری سیاره، از تجمع سنگ‌ریزه‌های درون آنها مشخص نیست. همچنین، جالب است که دو قرص فشرده به نام‌های GK Tau و HP Tau هیچ مدرکی را در مورد ساختارهای حلقه‌مانند نشان نمی‌دهند.

یک پرسش بدون پاسخ دیگر در وهله اول به فرآیند انباشت مربوط می‌شود. چه شرایطی لازم است تا باعث شود سنگ‌ریزه‌ها هنگام برخورد به هم بچسبند و بدون این که از هم جدا شوند، به شکل اجرام بزرگتر درآیند؟

مشاهدات جیمز وب که از انتقال سنگ‌ریزه‌ها به داخل حمایت می‌کند، نشان می‌دهد که پاسخ‌هایی برای این پرسش‌ها وجود دارد و دانشمندان باید آنها را بفهمند. آنها امیدوارند که جیمز وب کلید این پاسخ باشد. این تلسکوپ می‌تواند به ایجاد تصویر جدیدتری از نحوه شکل‌گیری سیاره‌ها کمک کند.

«کولت سالیک»(Colette Salyk) پژوهشگر «کالج واسار» در نیویورک و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما در گذشته این تصویر بسیار ایستا از شکل‌گیری سیاره‌ها را داشتیم. اکنون ما شواهدی داریم که نشان می‌دهند این مناطق می‌توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند.

همچنین، سالیک خاطرنشان کرد که انباشت سنگ‌ریزه‌ها ۴.۵ میلیارد سال پیش در منظومه شمسی ما رخ داده است. این بدان معناست که مشاهدات جیمز وب نه تنها در مورد چگونگی شکل‌گیری سیاره‌های فراخورشیدی، بلکه در مورد چگونگی تولد سیاره زمین به ما می‌گویند.

این پژوهش در Astrophysical Journal Letters به چاپ رسید.