إن فهم ولادة كوكب يمثل لغزًا صعبًا. نحن نعلم أن الكواكب تتشكل داخل سحب من الغاز والغبار تحيط بالنجوم الجديدة ، والمعروفة باسم أقراص الكواكب الأولية. لكن فهم كيفية عمل هذه العملية بالضبط - ربط النقاط بين سحابة غبار وكوكب منتهي - ليس بالأمر السهل. يحاول فريق دولي من علماء الفلك الكشف عن بعض هذه الأسرار ، وقد أكمل مؤخرًا أكثر خرائط التركيب الكيميائي شمولاً للعديد من أقراص الكواكب الأولية حول خمسة نجوم شابة. تسمح أبحاثهم لهم بالبدء في تجميع التركيب الكيميائي للكواكب الخارجية المستقبلية ، مما يوفر لمحة عن تكوين عوالم غريبة جديدة.
الدراسة الملقبة خرائط ، باستخدام مجموعة أتاكاما كبيرة المليمتر / المتر (ALMA) في شيلي. يقع ALMA على ارتفاع عالٍ ، في واحدة من أكثر الصحاري جفافاً على الأرض ، ويتمتع بإطلالة ممتازة على النجوم مع القليل من التداخل من الغلاف الجوي للأرض (بالطبع ، لديه تداخل أكثر من التلسكوبات في الفضاء ، مثل هابل أو تلسكوب جيمس ويب الفضائي القادم. ، ولكن مع ذلك تتمتع ALMA بموقع جيد). يتخصص ALMA في عرض الضوء بأطوال موجية دون المليمتر ، أقل مما يمكن للعين البشرية رؤيته. في هذه الأطوال الموجية ، ALMA قادر على اكتشاف الضوء المنبعث من المناطق الباردة والمظلمة في الكون ، بما في ذلك سحب الغبار الكواكب الأولية حيث تولد الكواكب. تمكن هذه القدرة الباحثين من رؤية التركيب الكيميائي لهذه السحب بدقة عالية. بعبارة أخرى ، يمكن لـ ALMA تجميع كتل البناء الجزيئية لما سيكون الكواكب المستقبلية.
لا يلمح التركيب الكيميائي للسحب إلى مكونات الكواكب المستقبلية (وما إذا كانت ستدعم الحياة) فحسب ، بل يقترح أيضًا كيف وأين سيتم تكوين الكواكب داخل القرص. أقراص الكواكب الأولية ليست موحدة في التركيب - فهي تحتوي على كتل من المواد منتشرة بشكل غير متساو في جميع أنحاءها ، مما يعني أن 'الكواكب في أقراص مختلفة أو حتى في نفس القرص في مواقع مختلفة قد تتشكل في بيئات كيميائية مختلفة جذريًا' ، كما يوضح تشارلز لو ، أحد باحثو MAPS.
أثبتت MAPS أن المناطق التي تتشكل فيها عمالقة الغاز تميل إلى الافتقار إلى الكربون والأكسجين والعناصر الثقيلة ، ولكن بها الكثير من الميثان. من ناحية أخرى ، يبدو أن أقراص النظام الشمسي الداخلية الأقرب إلى نجمها غنية بالكربون. توضح Viviana V. Guzmán ، وهي باحثة رئيسية مشاركة في MAPS ، 'لقد تمكنا من مراقبة كمية الجزيئات العضوية الصغيرة في المناطق الداخلية للأقراص ، حيث من المحتمل أن تتجمع الكواكب الصخرية ... نجد أن نظامنا الشمسي هو ليس فريدًا بشكل خاص ، وأن أنظمة الكواكب الأخرى حول النجوم الأخرى بها ما يكفي من المكونات الأساسية لتشكيل اللبنات الأساسية للحياة '.
في تصور هذا الفنان ، تتكون الكواكب من الغاز والغبار في قرص الكواكب الأولية المحيط بالنجم الشاب. يتكون الغاز من العديد من الجزيئات المختلفة ، بما في ذلك سيانيد الهيدروجين والنتريل الأكثر تعقيدًا - المرتبط بتطور الحياة على الأرض - ومركبات عضوية وغير عضوية أخرى. من المركبات العضوية البسيطة إلى المركبات الأكثر تعقيدًا ، يشكل حساء الجزيئات في موقع معين في القرص مستقبل تشكيل الكوكب هناك ، ويحدد ما إذا كان هذا الكوكب يمكن أن يدعم الحياة كما نعرفها أم لا.
الائتمان: M. Weiss / مركز الفيزياء الفلكية | هارفارد وسميثسونيان
أضاف الباحث الرئيسي في MAPS كارين أوبيرج ، 'أحد الأشياء المثيرة حقًا التي رأيناها هو أن الأقراص المكونة للكوكب حول هذه النجوم الخمسة الفتية هي عبارة عن مصانع لفئة خاصة من الجزيئات العضوية ، تسمى النتريل ، المتورطة في أصول الحياة هنا على الأرض '.
مع هذه النتائج ، بدأت MAPS في سد الفجوة بين سحب الغبار والكواكب ، ومساعدتنا على نمذجة الشكل الذي كان يمكن أن يبدو عليه نظامنا الشمسي في مراحله الأولى. إنه وقت مثير لأولئك الذين يعملون لفهم التاريخ المبكر للكواكب. سيتم نشر النتائج في طبعة قادمة من سلسلة ملحق مجلة الفيزياء الفلكية.
النجوم الخمسة التي درستها MAPS هي: IM Lup و GM Aur و AS 209 و HD 163296 و MWC 480.
يتعلم أكثر: ALMA يكشف عن بيئات الولادة العضوية الغنية بالكربون للكواكب ، NRAO
الصورة المميزة: Star HD 163296 مع انبعاث سيانيد الهيدروجين موضوعة فوق حقل نجم. الائتمان: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / D. بيري (NRAO) ، K. Öberg et al (MAPS)
