نگاهی دقیق به کمربند سیارکی ستاره‌ای دیگر!!

تصویر ترکیبی از سیستم فم‌الحوت که داده‌های جیمزوب، هابل و آلما را ترکیب می‌کند. (آدام بلاک)

نگاهی دقیق‌تر به یک ستاره جذاب در فاصله 25 سال نوری از ما، معماری بسیار پیچیده‌تری از آوارها را نسبت به مشاهدات قبلی نشان می‌دهد.

ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب دریافتند که ستاره‌ای به نام فم‌الحوت – خانه یکی از اولین کمربندهای سیارکی کشف شده در خارج از منظومه شمسی می‌باشد که در واقع توسط یک سری تو در تو از سه کمربند متحدالمرکز  تشکیل شده و  تا فاصله 150 نجومی امتداد دارند.

این آوارها در اطراف ستاره جوان می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا فرآیندهای دخیل در شکل‌گیری سیاره‌ها و پویایی یک منظومه سیاره‌ای جوان را کنار هم قرار دهند و به درک بهتری از چگونگی پیدایش منظومه شمسی ما منجر شود.

آندراس گاسپار، اخترشناس دانشگاه آریزونا، می‌گوید: «من فم‌الحوت را به عنوان کهن‌الگوی دیسک‌های باقی‌مانده‌ای توصیف می‌کنم که در جاهای دیگر کهکشان ما یافت می‌شود، زیرا اجزایی شبیه منظومه سیاره‌ای خود ما دارد.» با نگاه کردن به الگوهای موجود در این حلقه‌ها، می‌توانیم در واقع شروع به ترسیم طرح کوچکی از شکل ظاهری یک منظومه سیاره‌ای کنیم – اگر بتوانیم به اندازه کافی عمیق عکس بگیریم تا سیارات مشکوک را ببینیم.»

تصاویر فم‌الحوت با استفاده از ابزارهای مختلف، در جهت عقربه‌های ساعت از بالا سمت چپ گرفته شده است: هابل در نور مرئی، جبمزوب در مادون قرمز میانی، جیمزوب در مادون قرمز دور، آلما در مایکروویو، هرشل در مادون قرمز دور، و سوفیا در مادون قرمز میانی. (آندراس گاسپار)

فم‌الحوت یک شی بسیار جالب برای مطالعه در این زمینه است. حدود 440 میلیون سال قدمت دارد (یک کودک نوپا صرفا در طول عمر ستاره‌ای). با این حال، این یک ستاره با اندازه نسبتا آشنا  حدود 1.92 برابر جرم و 1.84 برابر شعاع خورشید خودمان است. داغ و روشن می‌سوزد و نور آن نشان می‌دهد که گرد و غبار زیادی در فضای اطراف آن وجود دارد. مشاهدات قبلی با استفاده از ابزار قدرتمندی مانند هابل و آلما وجود یک کمربند سیارکی بزرگ را در اطراف آن نشان داد، شبیه به کمربند کویپر در بیرونی منظومه شمسی، اما جزئیات بیشتر آنقدر مبهم بود که قابل حل نبود.

نکته جالب دیگر در مورد فم‌الحوت، کشف یک سیاره فراخورشیدی احتمالی غول پیکر گازی در تصاویر هابل بود که در سال 2004 و 2006 گرفته شد و در سال 2012 تایید شد. این سیاره فراخورشیدی با نام داگون یکی از معدود سیاره‌هایی بود که مستقیماً تصویربرداری شده بود.

اما سپس داگون ناپدید شد. تیمی به رهبری گاسپار در سال 2020 مشخص کردند که داگون هرگز واقعاً وجود نداشته است. جسمی که توسط هابل مشاهده شد، یک ابر گرد و غبار در حال انبساط بود که در اثر برخورد دو سیارک ایجاد شد که یکدیگر را نابود کردند.

این امر نشان می‌دهد که در واقع چیزهای زیادی در سیستم فم‌الحوت در حال وقوع است، بنابراین گاسپار و همکارانش از قوی‌ترین تلسکوپ فضایی برای بررسی دقیق‌تر استفاده کردند که تا کنون مستقر شده‌اند. آنها فضای اطراف ستاره را با استفاده از ابزار مادون قرمز میانی جیمزوب مطالعه کردند و دیسک هایی از مواد درون حلقه بیرونی شناخته شده را یافتند.

اکنون گرد و غبار در اطراف ستاره‌های بسیار جوان رایج است. پس از پایان یافتن شکل‌گیری ستاره، قرص گرد و غبار و گاز در آن باقی می‌ماند و شروع به جمع شدن برای تشکیل سیارات می‌کند. اما این چیزی نیست که ما با فم‌الحوت به آن نگاه می‌کنیم. در عوض، کمربندهای تودرتوی سیارک‌ها به عنوان دیسک‌های باقی‌مانده شناخته می‌شوند: کمربندهایی از مواد با گاز بسیار کم که از برخورد بین سیارات کوچک، اجرامی مانند سیارک‌ها و دنباله‌دارها که سپس به صورت حلقه‌ای از غبار و قلوه سنگ به دور خود می‌چرخند.

با این حال، دیسک های باقی مانده در اطراف فم‌الحوت می‌تواند داستان پیچیده تر از آن را فاش کند. بین حلقه‌ها شکاف‌های مشخصی وجود دارد که نشان‌دهنده وجود سیارات نادیده‌ای است که مسیرهایی را در میان غبار ایجاد می‌کنند.

معماری حلقه‌های فم‌الحوت که توسط جیمزوب نشان داده شده است. (NASA، ESA، CSA، A. Gáspár/دانشگاه آریزونا، A. Pagan/STScI)

اسچایلار ولف ستاره‌شناس دانشگاه آریزونا می‌گوید: “وب  به این دلیل واقعاً برتر است که ما قادریم به طور فیزیکی درخشش حرارتی ناشی از گرد و غبار را در آن مناطق داخلی تشخیص دهیم. بنابراین می‌توانید کمربندهای داخلی را ببینید که قبلاً هرگز نمی توانستیم ببینیم.”

ما قطعاً انتظار ساختار پیچیده‌تر با دومین کمربند میانی و سپس کمربند سیارکی وسیع‌تر را نداشتیم. این ساختار بسیار هیجان‌انگیز است زیرا هر زمان که یک ستاره‌شناس شکافی را ببیند و در یک دیسک حلقه بزند، آنها می‌گویند: «می‌تواند وجود داشته باشد. سیاره جاسازی شده که حلقه ها را شکل می دهد!'”

تحقیقات این تیم همچنین ساختاری را نشان داد که در حلقه بیرونی جاسازی شده است که آنها آن را ابر غبار بزرگ می‌نامند که احتمالاً محصول یک برخورد نسبتاً اخیر دیگر بین سیارات کوچک است و کمربند وسط احتمالاً جایی است که داگون (در حال حاضر با سرعت از فم‌الحوت در مسیر خروج از سیستم دور می‌شود) سرچشمه گرفته است. این امر نشان می‌دهد که کمربندها مکان‌های بسیار متلاطمی هستند و ما چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد منظومه‌های سیاره‌ای نوزاد از فم‌الحوت داریم.

جورج ریکه ستاره شناس از دانشگاه آریزونا می‌گوید: “کمربندهای اطراف فم‌الحوت نوعی رمان اسرارآمیز هستند: سیارات کجا هستند؟”

فکر می‌کنم جهش چندان بزرگی نیست که بگوییم احتمالاً یک منظومه سیاره‌ای واقعاً جالب در اطراف ستاره وجود دارد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

A Close Look at Another Star’s Asteroid Belt Reveals It’s Not Quite What It Seems

ByMICHELLE STARR 18 May 2023

https://www.sciencealert.com/a-close-look-at-another-stars-asteroid-belt-reveals-its-not-quite-what-it-seems