اخترشناسان اولین تصویر دقیق از یخ در دیسک تشکیل سیاره را ارائه می‌دهند!!
اخترشناسان اولین تصویر دقیق از یخ در دیسک تشکیل سیاره را ارائه می‌دهند!!
اعتبار: استورم و همکاران
یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان به رهبری هلند اولین فهرست دو بعدی یخ را در یک دیسک سیاره‌ای از غبار و گاز بدست آورده‌اند که یک ستاره جوان را احاطه کرده است. آنها از تلسکوپ فضایی جیمز وب استفاده کردند و یافته‌های خود را در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر کردند.
یخ برای تشکیل سیارات و دنباله‌دارها مهم است. به لطف یخ، ذرات گرد و غبار جامد به تکه‌های بزرگتر تبدیل می‌شوند که از آن سیارات و دنباله‌دارها تشکیل می‌شوند. علاوه بر این، تأثیر دنباله‌دارهای یخدار احتمالاً به میزان آب روی زمین ما کمک کرده است و دریاهای آن را تشکیل می‌دهد.
این یخ همچنین حاوی اتم‌های کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن است که در شکلگیری بلوکهای سازنده مولکولی حیات مهم هستند. با این حال، یخ موجود در دیسکهای تشکیل‌دهنده سیاره قبلاً هرگز با جزئیات نقشه‌برداری نشده بود که به این دلیل است که تلسکوپهای زمینی توسط جو حامل آب ما با مشکل مواجه می‌شوند و به این دلیل است که تلسکوپهای فضایی دیگر به اندازه کافی بزرگ نبودند که بتوانند چنین اهداف ضعیفی را شناسایی کنند. تلسکوپ فضایی جیمز وب این مشکلات را حل می‌کند.
محققان نور ستارگان ستاره جوان HH 48 NE را هنگام عبور از دیسک تشکیل دهنده سیاره خود به سمت تلسکوپ فضایی مطالعه کردند. این ستاره و دیسک در فاصله 600 سال نوری از زمین در صورت فلکی آفتاب‌پرست جنوبی قرار دارند. دیسک مانند یک همبرگر، با یک خط مرکزی تیره و دو نان روشن به نظر می‌رسد، زیرا ما از کنار، لبه به آن نگاه می‌کنیم.
در راه رسیدن به تلسکوپ، نور ستاره با بسیاری از مولکولهای دیسک برخورد می‌کند که باعث ایجاد طیفهای جذبی با پیکهای خاص برای هر مولکول می‌شود. نکته منفی این است که نور کمی به تلسکوپ، به ویژه از متراکمترین قسمت دیسک در خط تاریک می‌رسد. اما از آنجایی که تلسکوپ فضایی جیمز وب از هر تلسکوپ دیگری حساستر است، سطح پایین نور مشکلی ایجاد نمی‌کند.
محققان قله‌های متمایز یخ آب (H2O)، یخ دی‌اکسید کربن (CO2) و یخ مونوکسید کربن (CO) را در طیف جذب مشاهده کردند. علاوه بر این، آنها شواهدی از یخ آمونیاک (NH3)، سیانات (OCN–)، کربونیل سولفید (OCS) و دی اکسید کربن سنگین (13CO2) پیدا کردند.
نسبت دی‌اکسید کربن معمولی به دی‌اکسید کربن سنگین به محققان این امکان را داد تا برای اولین بار میزان دی‌اکسید کربن موجود در دیسک را محاسبه کنند. یکی از نتایج جالب این بود که یخ CO2 که محققان کشف کردند ممکن است با CO2 کمتر فرار و یخ آب مخلوط شود و به آن اجازه دهد بیشتر از آنچه قبلا تصور می‌شد نزدیک به ستاره یخ زده بماند.
تصویر ترکیبی از ناحیه اطراف قرص پیش سیاره ای HH 48 NE. نور پراکنده روی دیسک قرمز است. گاز حاصل از باد بالای دیسک سبز است. جت آبی رنگ است. اعتبار: HST، JWST، Sturm و همکاران.
برنامه عصر یخبندان
نویسنده ارشد این مطالعه Ardjan Sturm (دانشگاه لیدن، هلند) می‌گوید: “نقشه برداری مستقیم از یخ در یک قرص سیاره‌ساز ورودی مهمی را برای مطالعات مدل سازی فراهم می‌کند که به درک بهتر شکلگیری زمین، سیارات دیگر در منظومه شمسی و اطراف ستارگان دیگر کمک می‌کند. با این مشاهدات، اکنون می‌توانیم شروع به ساختن اظهارات محکم‌تر در مورد فیزیک و شیمی شکلگیری ستاره‌ها و سیاره‌ها” بکنیم.
“در سال 2016، ما یکی از اولین برنامه‌های تحقیقاتی JWST، عصر یخبندان را ایجاد کردیم. می خواستیم بررسی کنیم که چگونه بلوکهای ساختمانی یخی حیات در سفر از مبدأ خود در ابرهای سرد بین ستاره ای به مناطق تشکیل ستاره‌ای منظومه‌های سیاره‌ای جوان تکامل می‌یابند. ملیسا مک کلور (دانشگاه لیدن) یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: اکنون بررسی‌ها شروع به نتیجه کرده‌اند. این زمان واقعاً هیجان‌انگیزی است. او برنامه تحقیقاتی را رهبری می‌کند و اولین مشاهدات یخی عصر یخبندان را در ابرهای مولکولی در ژانویه 2023 منتشر کرد.
تیم عصر یخبندان در آینده نزدیک طیف وسیع‌تری از دیسک تشکیل دهنده سیاره مشابه را مطالعه خواهند کرد. علاوه بر این، آنها اکنون قادر به مشاهده سایر دیسکهای تشکیل دهنده سیاره هستند. اگر یافته‌های مربوط به مخلوط‌های یخ دی‌اکسید کربن وجود داشته باشد، این امر می‌تواند درک فعلی ترکیبات سیاره‌ای را اصلاح کند و به طور بالقوه منجر به نزدیک‌تر شدن سیارات غنی از کربن به ستاره شود.
در نهایت، محققان قصد دارند در مورد مسیرهای شکل گیری و ترکیب سیارات، سیارک‌ها و دنباله‌دارها بیشتر بیاموزند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Astronomers provide first detailed picture of ice in planet-forming disk
by Netherlands Research School for Astronomy DECEMBER 6, 2023
https://phys.org/news/2023-12-astronomers-picture-ice-planet-forming-disk.html