آیا قمرهایی در اطراف این سیاره غول‌پیکر گازی دور وجود دارد؟

برای اولین‌بار، ستاره‌شناسان وجود یک دیسک چرخشی گاز و گرد و غبار گردشی را در اطراف یک سیاره غول پیکر گازی جدید تأیید کرده‌اند، جایی که قمرهای بیگانه ممکن است شکل بگیرد.

پس از چند سال جستجو، اخترشناسان نهایتا متوجه یک دیسک چرخشی – یعنی دیسک گاز و گرد و غبار – اطراف یک سیاره فراخورشیدی جوان شدند. شواهد نشان می‌دهد که قمرهایی ممکن است در آنجا شکل گرفته باشد.

تصویر ترکیبی از یک دیسک در اطراف ستاره جوان PDS 70، که 370 سال نوری دورتر واقع شده است. سیستم 2 سیاره‌ای در تصویر مشخص شده است. ستاره‌شناسان دریافته‌اند که سیاره جوان PDS 70 c دارای یک دیسک چرخشی بوده و زادگاه احتمالی قمرهای فراخورشیدی است. تصویر از  ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Isella / ESO

همانطور که به خوبی شناخته شده است سیاره‌ها در دیسک‌های چرخشی گرد و غبار که ستارگان جوان را احاطه کرده‌اند، متولد می‌شوند و بسیاری از این‌ها توسط ستاره‌شناسان دیده شده است. به همین ترتیب، قمرها در دیسکهای مشابه اطراف سیارات تشکیل می‌شوند، اما پیدا کردن آنها دشوار است. این ماه (11 ژوئیه 2019)، ستاره‌شناسان وجود چنین دیسکی را در اطراف یک سیاره غول‌پیکر جوان در سیستم ستاره‌ای  PDS 70، اعلام کردند که 370 سال نوری دورتر واقع شده است. این سیاره اولین نمونه مشاهده شده از دیسک چرخشی است که اعتقاد بر این است که گمان می‌رود قمرهای مشتری در منظومه شمسی ما در بیش از 4 میلیارد سال پیش این‌چنین شکل گرفته‌اند.

مقاله این کشف در 11 ژوئیه در مجله Astrophysical Journal Journal منتشر شد.

دانشمندان بر این باورند که این دیسک شبیه به دیسکی است که مشتری را در بر گرفته و قمرهای بسیاری را به وجود آورده است، زیرا که یک سیاره غول پیکر جوان به نام PDS 70 c را احاطه کرده است. اخترشناسی به نام آندره‌آ ایسللا  از دانشگاه رایس چنین توضیح داد:

سیاره‌ها از دیسکهای گاز و گرد و غبار در اطراف ستارگان تازه تشکیل شده، شکل می‌گیرند و اگر یک سیاره به اندازه کافی بزرگ باشد، می‌تواند دیسکی از مواد را در مدارش در اطراف ستاره جمع‌آوری ‌کند. مشتری و قمرهای آن یک سیستم سیاره‌ای کوچک در منظومه خورشیدی ما هستند، و به اعتقاد او، قمر مشتری، زمانی که مشتری خیلی جوان بود از یک دیسک دور تشکیل شده بود.

 ایسللا همچنین در مقاله‌ای برای رصدخانه ملی رادیوی آمریکا (NRAO) ذکر کرده است:

برای اولین بار، ما می‌توانیم به طور واضح نشانه‌های واضحی از  از دیسک چرخشی را ببینیم که  بسیاری از نظریه‌های فعلی تشکیل سیاره را پشتیبانی می‌کند.

مقایسه دیسک چرخشی و PDS 70 c، همانطور که توسط ALMA (چپ) و قبل از آن توسط VLT دیده می‌شود (سمت راست). تصویر مادون قرمز  VLT دومین سیاره PDS 70b را نشان داد، اما PDS 70 c دیسک نداشت. تصویر از   A. Isella/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Rice University

به نظر می‌رسد این نوع دیسکهای چرخشی در حقیقت حدود 10 میلیون سال قدمت دارند، بنابراین اخترشناسان برای یافتن آنها نیاز به مطالعه سیستم‌های ستاره‌ای بسیار جوان دارند که در آن سیارات هنوز شکل می‌گیرند. فقط چند سیاره کاندید برای این نوع قبلا پیدا شده است. با توجه به نظر ایسللا:

تعداد انگشت‌شماری سیاره در دیسک‌ها شناسایی شده است، اما این مشاهدات کاملا جدید است. (PDS 70b و PDS 70 c) یکی از قوی‌ترین کاندیدهای این نوع سیارات  هستند زیرا مشاهدات مستقل با ابزار و تکنیک‌های مختلف در مورد آنها وجود دارد.

اخترشناسان این کشف را با استفاده از آرایه بزرگ آلما در شیلی انجام دادند؛ سیگنال‌ها حضور  گرد و غبار PDS 70 c و سیارۀ خواهرش، PDS 70 b را نشان می‌دهد که هنوز در دیسک چرخشی شکل می‌گیرند.

PDS 70b برای اولین بار در سال 2018 توسط ابزار SPHERE در تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (VLT) مشاهده شده است. SPHERE با استفاده از نور مادون قرمز برای دیدن سیارات تشکیل شده در دیسک گرد و غبار به کار گرفته شد. در ماه ژوئن امسال، ستاره‌شناسان از یک ابزار VLT متفاوت به نام MUSE استفاده کرده‌اند که در طول موج مرئی به نام H-alpha دیده می‌شود. این طول موج زمانی منتشر می‌شود که هیدروژن به یک ستاره یا سیاره برسد و یونیزه شود. این امر حتی برای تایید اینکه سیاره واقعا وجود دارد، ایده‌آل است، همانطور که ایسللا توضیح می‌دهد:

H-Alpha به ما اطمینان بیشتری می‌دهد که اینها واقعا سیاره هستند، زیرا نشان می‌دهد که هنوز هم در گاز و گرد و غبار و در حال رشد هستند.

تصویر ALMA از سیستم PDS 70، نشان دهنده دیسک  چرخشی اطراف ستاره جوان است. دو توده کوچک، دو سیاره در حال تشکیل  هستند. تصویر از ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Isella

مشاهدات جدید ALMA که به شواهد قبلی افزوده شده نشان می‌دهد که آنها نه تنها سیاره‌های واقعی هستند، بلکه دارای نوعی دیسک چرخشی هستند که در نهایت قمرها را تشکیل می‌دهند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Are moons forming around this distant gas giant planet?

Posted by Paul Scott Anderson in SPACE | July 21, 2019

https://earthsky.org/space/circumplanetary-disk-pds-70-c-gas-giant-planet-moons