کشف بزرگ‌ترین دیسک تشکیل‌دهنده سیاره‌ای که تاکنون دیده‌ایم!!

تصویری از یک دیسک پیش سیاره ای. منظومه شمسی از چنین دیسکی تشکیل شده است. ستاره شناسان پیشنهاد می کنند که این زادگاه در اوایل تاریخ توسط رشته بزرگتری از گاز مولکولی و غبار محافظت شده است. (NASA/JPL-Caltech/T. Pyle/SSC)

تقریباً در فاصله 1000 سال نوری از زمین، ساختار کیهانی به نام IRAS 23077+6707 (IRAS 23077) وجود دارد که شبیه یک پروانه غول پیکر است.

سیپریان تی. برگئا، ستاره شناس رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده، در ابتدا این سازه را در سال 2016 با استفاده از تلسکوپ بررسی پانورامیک و سیستم واکنش سریع (Pan-STARRS) مشاهده کرد. در کمال تعجب بسیاری، این ساختار برای سال‌ها بدون تغییر باقی مانده است و برخی را به این پرسش واداشته است که IRAS 2307 چه چیزی می‌تواند باشد.

اخیراً، دو تیم بین المللی از ستاره شناسان مشاهدات بعدی را با استفاده از آرایه Submillimeter در رصدخانه اخترفیزیک اسمیتسونیان (SAO) در هاوایی برای درک بهتر IRAS 2307 انجام دادند.

در مجموعه‌ای از مقاله‌ها که یافته‌های خود را توصیف می‌کنند، تیم‌ها نشان دادند که IRAS 23077 در واقع یک ستاره جوان است که توسط یک قرص زباله‌های پیش‌سیاره‌ای پرجرم احاطه شده است، بزرگترین قرص‌هایی که تاکنون مشاهده شده است. این کشف بینش جدیدی را در مورد شکل گیری سیاره و محیطهایی ارائه می دهد که در آن رخ می دهد.

مرکز این تصویر ترکیبی IRAS 23077 را نشان می‌دهد که احتمالاً بزرگ‌ترین قرص تشکیل‌دهنده سیاره‌ای است که تا کنون دیده شده است و شبیه یک پروانه کیهانی غول‌پیکر است. (SAO/ASIAA/SMA/K. Monsch et al/Pan-STARRS)

در اولین مقاله به رهبری بارگئا  IRAS 23077 یک ستاره جوان را کشف کرد که در وسط چیزی که به نظر می رسد یک قرص سیاره ساز پرجرم است، واقع شده است. در مقاله دوم، به رهبری کریستینا مونش، پسادکتر CfA، محققان کشف این دیسک پیش سیاره ای را با استفاده از داده های Pan-STARRS و آرایه زیر میلی متری (SMA) تایید کردند.

دیسک‌های پیش سیاره‌ای اساساً مهدکوه‌های سیاره‌ای هستند که از گاز و غباری تشکیل شده‌اند که در اطراف ستارگان تازه تشکیل شده نشسته‌اند. با گذشت زمان، این دیسک‌ها به حلقه‌هایی تبدیل می‌شوند که مواد به سیاره‌های اولیه در مدارهای خاصی ادغام می‌شوند، جایی که در نهایت به سیارات سنگی، غول‌های گازی و اجسام یخی تبدیل می‌شوند.

برای ستاره شناسان، این دیسک ها می توانند برای محدود کردن اندازه و جرم ستارگان جوان استفاده شوند، زیرا آنها با امضای خاصی می چرخند. متأسفانه، دستیابی به مشاهدات دقیق از این دیسک ها گاهی اوقات به دلیل جهت گیری آنها نسبت به زمین با مشکل مواجه می شود.

در حالی که برخی از دیسک‌ها از این جهت که کاملاً برای ناظران زمین قابل مشاهده هستند،  از«رو به رو» به نظر می‌رسند، برخی از دیسک‌های تشکیل‌دهنده سیاره (مانند IRAS 23077) فقط «از لبه» قابل مشاهده هستند، به این معنی که دیسک نوری را پنهان می کند که از ستاره مادر می‌آید. با این وجود، نشانه‌های غبار و گاز این دیسک‌ها هنوز در طول موج‌های میلی‌متری روشن هستند – که SMA مشاهده می‌کند.

هنگامی که تیم های Pan-STARRS و SWA با استفاده از ترکیب قدرت رصدخانه های خود، IRAS 23077 را مشاهده کردند، از آنچه دیدند کاملا شگفت زده شدند.

کریستینا مونش، اخترفیزیکدان SAO و عضو فوق دکتری در CfA، کمپین SMA را رهبری کرد. همانطور که او یافته های خود را در یک انتشار خبری اخیر CfA بیان کرد:

پس از کشف این دیسک احتمالی تشکیل سیاره از داده‌های Pan-STARRS، ما مشتاق بودیم که آن را با SMA مشاهده کنیم، که به ما امکان داد ماهیت فیزیکی آن را درک کنیم. دیسکی که تاکنون کشف شده است بسیار غنی از غبار و گاز است که می دانیم بلوک های سازنده سیارات هستند.

“داده های SMA شواهدی را به ما ارائه می دهد که این یک دیسک است، و همراه با تخمین فاصله منظومه، که به دور ستاره ای می چرخد که احتمالا دو تا چهار برابر جرم بیشتری از خورشید خودمان دارد. داده‌های SMA همچنین می‌توانیم غبار و گاز را در این مهدکودک سیاره‌ای بسنجیم که متوجه شدیم مواد کافی برای تشکیل سیارات غول‌پیکر و به فاصله‌هایی بیش از 300 برابر دورتر از فاصله بین خورشید و مشتری را دارد!

نمودار انتقال به سرخ سیاره غول پیکر در حال تشکیل دیسک

قسمت داخلی این تصویر شواهد قانع کننده ای را نشان می دهد که IRAS 23077 حاوی یک قرص سیاره ساز است. همراه با دانه‌های غبار، SMA همچنین می‌تواند گاز مونوکسید کربن سرد را مشاهده کند که بخش عمده‌ای از یک دیسک تشکیل‌دهنده سیاره را تشکیل می‌دهد. (SAO/ASIAA/SMA/K. Monsch et al./ Pan-STARRS)

پس از اینکه Berghea IRAS 23077 را مشاهده کرد، نام مستعار “Dracula’s Chivito” را پیشنهاد داد، که به “همبرگر گومز”، یک دیسک پیش سیاره‌ای دیگر که فقط از لبه آن قابل مشاهده است، ادای احترام می‌کرد.

اول، از آنجایی که بارگئا در منطقه ترانسیلوانیا در رومانی بزرگ شد، نزدیک به محل زندگی ولاد شمشیرباز (الهام بخش داستان برام استوکر)، نام دراکولا را پیشنهاد داد.

آنا، نویسنده همکار بارگئا که در اوروکای بزرگ شد، “chivito” را پیشنهاد کرد، یک ساندویچ شبیه همبرگر و غذای ملی کشور اجدادی او. جاشوا بنت لاول، اخترفیزیکدان SAO و عضو SMA در CfA، نویسنده همکار، گفت:

“کشف ساختاری به وسعت و روشنایی IRAS 23077 سوالات مهمی را مطرح می کند. فقط چند مورد دیگر از این اجرام را از دست داده ایم؟ مطالعه بیشتر IRAS 23077 برای بررسی مسیرهای احتمالی برای تشکیل سیارات در این محیط های بسیار جوان ضروری است و چگونه ممکن است اینها با جمعیت سیارات فراخورشیدی مشاهده شده در اطراف ستاره های دوردست با جرمی بیشتر از خورشید ما مقایسه شوند.”

کشف این دیسک همچنین اخترشناسان را برای جستجوی اجرام مشابه در کهکشان ما تشویق می کند. این مشاهدات می تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد منظومه های سیاره ای در مراحل اولیه شکل گیری به دست آورد که می تواند به بینش های جدیدی در مورد چگونگی پیدایش منظومه شمسی منجر شود.

SMA مجموعه ای از تلسکوپ ها در هاوایی است که به طور مشترک توسط رصدخانه اخترفیزیک اسمیتسونین (SAO) در مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان (CfA) و موسسه اخترشناسی و اخترفیزیک آکادمی سینیکا (ASIAA) در تایوان اداره می شود.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Astronomers Discover The Largest Planet-Forming Disk We’ve Ever Seen

25 May 2024

By MATT WILLIAMS, UNIVERSE TODAY

https://www.sciencealert.com/astronomers-discover-the-largest-planet-forming-disk-weve-ever-seen