مطالعه پیشگامانه تلسکوپ فضایی جیمز وب در مورد یک دیسک تشکیل دهنده سیاره به کشف سیارات فراخورشیدی آینده اشاره می کند!!

تلسکوپ فضایی جیمز وب سیاره‌ای را مورد مطالعه قرار داد که دیسکی از غبار را در اطراف یک ستاره جوان کوچک تشکیل می‌دهد.

دیسک گرد و غباری که ستاره جوان کوچک Au Mic را احاطه کرده است ممکن است چندین سیاره فراخورشیدی ناشناخته را در خود جای دهد. (اعتبار تصویر: NASA/ESA/STScI)

تلسکوپ فضایی جیمز وب برای اولین بار به درون یک دیسک سیاره‌ای از غبار که ستاره‌ای نزدیک را احاطه کرده است، نگاه کرد، پیشرفتی که نوید بخش جستجوی سیارات فراخورشیدی را می‌دهد.

با استفاده از دوربین مادون قرمز نزدیک تلسکوپ فضایی جیمز وب (NIRCam)، تیمی از اخترشناسان به رهبری کلن لاوسون، یکی از همکاران برنامه فوق دکتری در مرکز پرواز فضایی گوددارد ناسا، اطراف یک ستاره کوتوله قرمز به نام AU Microscopii یا AU Mic را مشاهده کردند.

کوتوله‌های قرمز ستارگان نسبتاً بی‌ادعایی هستند که بزرگترین جمعیت ستارگان کهکشان ما، کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهند. در بیشتر مواقع، ستاره‌های کوتوله قرمز برای دیدن در نور مرئی بسیار کم‌نور هستند، به همین دلیل است که مشاهده آنها در طول موج‌های فروسرخ حامل گرما مفید است که وب در آنها تخصص دارد. ستاره‌شناسان می‌دانند که AU Mic توسط یک دیسک سیاره‌ساز از گاز و غبار احاطه شده است و قبلاً دو سیاره فراخورشیدی را کشف کرده‌اند که به دلیل کم‌نور شدن دوره‌ای ستاره ناشی از عبور سیارات از مقابل ستاره که توسط شکارچی سیاره فراخورشیدی تس ناسا شناسایی شد، دو سیاره فراخورشیدی که به دور ستاره می‌چرخند.

تیم‌های مختلف تلاش کرده‌اند تا با استفاده از تلسکوپ‌های زمینی و همچنین تلسکوپ فضایی هابل، تلسکوپ فضایی هابل، به درون دیسک نگاه کنند. با این حال، این تلسکوپ‌ها که عمدتاً نور مرئی را تشخیص می‌دهند، نمی‌توانند با توانایی‌های نفوذ گرد و غبار وب برابری کنند.

جاش شلیدر، یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: “نگاه اول ما به داده‌ها بسیار فراتر از انتظارات بود.” این دیسک از آنچه انتظار داشتیم دارای جزئیات بیشتری بود. روشن‌تر از آن چیزی بود که انتظار داشتیم. ما دیسک را نزدیک‌تر از چیزی که انتظار داشتیم شناسایی کردیم. امیدواریم که هرچه بیشتر جلو برویم، شگفتی‌های بیشتری وجود داشته باشد که پیش‌بینی نکرده بودیم. “

نور مادون قرمز طول‌موج‌های بلندتری نسبت به نور مرئی دارد و کمتر توسط گرد و غبار پراکنده می‌شود و پنجره‌ای را به این مناطق مبهم کیهان می‌دهد. این تیم به لطف یک تاج‌نگار نصب شده بر روی NIRCam که می‌تواند نور ستاره را مسدود کند، توانست این دیسک را مطالعه کند و به اخترشناسان این امکان را می‌دهد تا اجرام بسیار کم نور را در فاصله 5 واحد نجومی از ستاره جستجو کنند (1 واحد نجومی برابر با فاصله بین خورشید و زمین که 460 میلیون مایل یا 740 میلیون کیلومتر است).

لاوسون در این بیانیه گفت: «این اولین باری است که ما واقعاً به رصد مستقیم سیاراتی با مدارهای وسیع که جرم آنها به طور قابل توجهی کمتر از مشتری و زحل هستند، حساسیت داریم. این واقعاً یک قلمرو جدید و ناشناخته از نظر تصویربرداری مستقیم از اطراف ستارگان کم جرم است.

رصد مستقیم سیارات فراخورشیدی بسیار دشوار است زیرا بسیار کم نورتر از ستارگانی هستند که به دور آنها می‌چرخند. وب در ماه سپتامبر زمانی خبرساز شد که مستقیماً از اولین سیاره فراخورشیدی خود تصویربرداری کرد. با این حال، این سیاره فراخورشیدی بسیار دور از ستاره مادر خود زندگی می‌کند (بسیار دورتر از بیرونی‌ترین سیاره منظومه شمسی نپتون از خورشید قرار دارد و همچنین بسیار پرجرم  تقریباً 12 برابر بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی مشتری است).

آخرین مشاهدات دیسک آواری AU Mic نوید این را می‌دهد که حتی سیارات بسیار کوچکتر نیز می توانند توسط وب در آینده عکس بگیرند.

لاوسون در یک کنفرانس خبری گفت: وب تا کنون، موفق به گرفتن تصویر مستقیم از یک سیاره فراخورشیدی در مدار AU Mic نشده است، اما تحقیقات گذشته “توده های سریع متحرک متعدد” را در دیسک آواریه کشف کرد که ممکن است توسط یک شی هنوز ناشناخته تولید شده باشد.

در حالی که تجزیه و تحلیل دیسک هنوز ادامه دارد، لاوسون به خبرنگاران گفت که دیسک دارای رنگ آبی است. این یافته با مطالعات قبلی مطابقت دارد و نشان می‌دهد که دیسک از دانه‌های گرد و غبار کوچک ساخته شده است که باعث می شود در طول‌موج‌های کوتاه‌تر روشن‌تر شود.

وب که می‌تواند طول‌موج‌های مادون قرمز از 0.6 تا 5 میکرون را تشخیص دهد، روی این تصاویر در 3.56 و 4.44 میکرون کار کرد. لاوسون در کنفرانس مطبوعاتی به خبرنگاران گفت: این اولین باری است که دیسک در این طول‌موجها شناسایی می‌شود.

AU Mic از نظر کیهان‌شناسی در نزدیکی کمتر از 32 سال نوری و نسبتاً جوان با تقریباً 23 میلیون سال سن است. همچنین یکی از منظومه‌های کمیاب است که قرص آواری  یا «حلقه تولد» آن – باقیمانده‌ای از شکل‌گیری سیاره که هنوز به طور فعال با برخوردهای مداوم اجسام کوچک دوباره پر می‌شود – وقتی از زمین دیده می‌شود، تقریباً در لبه قرار دارد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

James Webb Space Telescope’s ground-breaking study of a planet-forming disk hints at future exoplanet discoveries

By Sharmila Kuthunur

https://www.space.com/james-webb-photographs-dusty-disk-red-dwarf