تصور الفنان للقرص الكوكبي الأولي الذي يبلغ عمره 25 مليون عام. الائتمان: David A ، Aguilar (CfA). اضغط للتكبير
استمع إلى المقابلة: قرص كوكبي يرفض النمو (6 ميجا بايت)
أو اشترك في البودكاست:universetoday.com/audio.xml
فريزر كاين: لقد وجدت أقدم قرص كوكبي. هل يمكنك أن تعطيني فكرة عن مدى غرابة ذلك؟
لي هارتمان: هذا عن أقدم قرص كوكبي أو كوكبي أولي. أقدم واحد اكتشفناه من قبل كان يبلغ من العمر 10 ملايين سنة ، لذا فهو يزيد بمقدار ضعفين إلى 2.5 مرة عن أي شيء اكتشفناه من قبل.
فريزر: هل كانت تلك مفاجأة كبيرة عندما وجدت شيئًا قديمًا؟
هارتمان: نعم ، يبدو أن نصف النجوم أو أكثر لديها نوع من القرص الغباري الممتد مع شيء من شأنه أن يصنع الكواكب. في عمر حوالي مليون سنة أو نحو ذلك. وبعد ذلك ، بحلول 10 ملايين سنة أو نحو ذلك ، تنخفض إلى 10٪ من كل النجوم أو ربما أقل من ذلك. لذلك كان العثور على هذا الشيء في ضعف العمر أمرًا رائعًا حقًا. كنا نظن أنه بحلول 20 مليون سنة سنكون حقًا في حالة انخفاض إلى الصفر لأي شيء لا يزال يحتوي على غبار حوله يشبه إلى حد كبير قرص كوكبي.
فريزر: ما الذي يمكن أن يحافظ على استقرار القرص لفترة طويلة؟
هارتمان: الأمر ليس واضحًا حقًا. النظام المركزي في هذه الحالة هو في الواقع نجم ثنائي قريب ولذا فمن الممكن - على عكس نجم واحد في نظامنا الشمسي - هناك نجمان متساويان تقريبًا في الكتلة يدوران في مدار قريب جدًا وعلى الرغم من وجود شيء بحجم مكان ما بين مدار عطارد ومدار كوكب الزهرة ؛ شيء بهذا الحجم. يمكن أن يكون هذا نوعًا من تموج الأشياء لأن كل نجم له جاذبيته الخاصة ، وأثناء تحركهم ، يمكن أن يتسببوا في تحريك القرص وإثارة الجسيمات. ما نعتقد أنه يحدث لتكوين الكواكب هو أن الغبار ، وأرانب الغبار الصغيرة ، نوع من الالتصاق بالكهرباء الساكنة في كتل صغيرة صغيرة ثم يكبر أكبر وأكبر. وهو يصنع الصخور ، ثم يصنع أشياء تشبه الكويكبات ، وأخيرًا الكواكب. ومرحلة تكوين الكوكب هي ما يزيل كل هذا الغبار. ولذا يُعتقد أن هذه العملية حساسة للغاية وتستقر الأمور نوعًا ما على مدى فترات زمنية تتراوح من آلاف إلى ملايين السنين. من المحتمل أنك إذا كنت تقوم بتحريكه قليلاً ، مع إبقاء الجسيم معلقًا ، فلن يلتصقوا ببعضهم البعض بشكل جيد ولن يمروا ببقية عملية تكوين الكواكب كما تفعل معظم النجوم الأخرى.
فريزر: ما مدى شيوع شيء كهذا؟ نظرًا لأن هذا هو أقدم واحد تم العثور عليه ، هل تعتقد أن هناك آخرين قريبين ، أم أن هذا مجرد صدفة كاملة؟
هارتمان: من الصعب تخيل وجود شيء واحد فقط من هذه الأشياء في المجرة ، ناهيك عن الكون بأكمله. ولكن ، يجب أن يكون هذا حدثًا نادرًا جدًا بقدر ما نستطيع أن نقول. يمكننا أن نرى مجموعات كبيرة من النجوم عمرها 30 مليون سنة ، 50 مليون سنة ، 100 مليون سنة ، ولم يعثروا على أي شيء مثل هذا في عدة مئات أو حتى آلاف النجوم إجمالاً. ربما يكون 1 من كل 1000 ، ربما ، أو شيء من هذا القبيل. هذا نوع ما أعتقده ، لكن من الصعب معرفة ذلك. لم ننظر بعناية كافية في هذه الأشياء. لم نتمكن من ذلك حتى وقت قريب جدًا. يتمتع تلسكوب سبيتزر الفضائي بحساسية أكثر بكثير من أي شيء آخر كنا قادرين على فعله من قبل. لقد صنعوا عوامل بمئات الآلاف من المرات لقدرتنا على اكتشاف المصادر الباهتة مثل هذا الشيء. نحن فقط نتخذ الخطوات الأولى لاستكشاف ما هو موجود في منطقتنا. باستخدام تلسكوب سبيتزر ، بدأوا في النظر إلى بعض هذه العناقيد الأخرى ، وهم يؤكدون أنه ضعف عمر هذا النظام ، أقل من 1 في 1000 من هذا القبيل. إنه حقًا نظام فريد إلى حد ما. يجب أن نكون قد أمسكنا بها في بعض الظروف الخاصة.
فريزر: هل تعتقد أنه يمكن أن يستمر لملايين وملايين السنين. هل ما زالت هذه سن مبكرة لذلك؟
هارتمان: هذا شيء لا نفهمه جيدًا. وأحد أسباب دراسة هذه الأنواع من الأنظمة هو أننا نحتاج حقًا إلى الكثير من المساعدة في فهم فيزياء هذا. فيزياء كيفية تشكل الكواكب من أرانب الغبار لتبدأ. إنها مجرد عملية معقدة ، وهناك جميع أنواع الأشياء التي لا نفهمها تمامًا أننا نحتاج حقًا إلى إجراء المزيد من الاستطلاعات حول هذه الأشياء. لا أعرف حقًا ما الذي سيحدث مع هذا النظام. رأيي الخاص هو أنه من المحتمل ألا يستمر ويتخثر في الكواكب إذا لم يكن قد فعل ذلك بالفعل. تقترح النظرية أن هناك نوعًا من العتبة التي يتعين عليك الوفاء بها. يجب أن يكون لديك ما يكفي من الأشياء لتحقيق ذلك ، للتغلب على الحدبة المتمثلة في صنع أجسام أكبر والتي يمكنها بعد ذلك كنس كل الغبار الأصغر وتنظيف القرص. إذا لم تصل أبدًا إلى هذه العتبة ، فقد لا تصنع أي كواكب على الإطلاق. أظن أنه قد يتلاشى ، وبعض حبيبات الغبار إما أن تنفجر أو تدور ببطء داخل النجم وهذه هي نهاية الأمر ، لكننا لا نفهم حقًا.
فريزر: هل شوهدت أقراص مكونة للكواكب حول الأنظمة الثنائية من قبل؟
هارتمان: نعم ، إذا كان بإمكاني التأهل فقط لأقول إننا نفترض أن هذه الأقراص تصنع كواكب. لم يكن لدينا حقًا مسدس الدخان الكامل لنقول إن هذه الأقراص المتربة تصنع كواكب في الواقع. أعتقد أنه احتمال قوي للغاية لأننا نرى كل هذا الغبار المنتشر حول النجوم الشابة ثم يختفي كل شيء. نعلم أنه يتعين علينا تخثر كل الغبار والحصول على الأشياء الصغيرة ووضعها في أشياء كبيرة لصنع الكواكب. هذا هو الافتراض الذي نفترضه ، لكني أردت فقط أن أقول إننا لم نربط بالفعل النقاط حول هذه المسألة.
فريزر: حسنًا ، هل شوهدت أقراص حول أنظمة ثنائية كهذه؟
هارتمان: نعم. هذه المشكلة هي أنه لا يمكن أن يكون القرص بنفس حجم المدار مثل المدار الثنائي. النجم الآخر سوف يبتلع كل الغبار أو يتبخره أو يفجره بعيدًا. من ناحية أخرى ، إذا كان لديك ثنائي كبير جدًا ، إذا كان لديك شيء حيث يكون النجم الآخر بعيدًا جدًا ، فيمكنك الحصول على قرص جيد داخل هذا الثنائي ولا يعرف أن هناك نجمًا آخر يدور حوله. نحن ندور حول الشمس ، والمشتري موجود هناك في عدة وحدات فلكية ، وهذا يحدث فقط اضطرابات صغيرة في مدار الأرض. وبالمثل ، يمكن أن يكون لديك نظام يكون فيه النجمان قريبًا نسبيًا من بعضهما ويكون القرص خارج المنطقة البعيدة. وهكذا ، بالنسبة لهذا القرص ، يبدو أنه يوجد نجم واحد تقريبًا. الأمر ليس كذلك تمامًا لأن النجمين يدوران حولهما ، لذا تعمل الجاذبية على تحريكه قليلاً. لكنها ليست بعيدة عن مجرد وجود كائن واحد. لذلك طالما أن القرص إما أكبر بكثير من الثنائي ، أو أصغر من الثنائي ، فأنت بخير. إذا كان القرص أكبر بكثير من الثنائي ، فقد يكون ضعيفًا جدًا ، ومنتشرًا بحيث لا يتخثر أبدًا بشكل فعال في الكواكب. هذا شيء نتوقعه نوعًا ما ، لكن هذا ليس شيئًا يمكننا إثباته بالملاحظة حتى الآن.
فريزر: هل لديك بعض المتابعة بشأن الملاحظات المخطط لها لهذا؟
هارتمان: ما أعتقد أننا نود أن نجربه ونفعله هو الحصول على ملاحظات ذات طول موجي أطول لمعرفة أين ينتهي القرص ، لأنه في هذه المجموعة من الملاحظات ، نقول أساسًا أن هناك قرصًا ، لكننا لا نعرف كيف هو كبير. السؤال هو ، هل هناك أي شيء خارج هذا النظام يمكن أن يزعج القرص أيضًا. قد يكون نظامًا ثلاثيًا لكل ما نعرفه ، مع رفيق أوسع بكثير وهو ذو كتلة منخفضة ولم نرَه من قبل. ويمكن أن يؤدي ذلك حقًا إلى تشويشها ومنع القرص من ترك الكواكب تتخثر ، على الأقل. ثم الشيء الآخر الذي نحاول القيام به ، هو أننا نحاول تحديد أنظمة أخرى مثل هذه والتي يبلغ عمرها أيضًا 20 مليون سنة ، و 30 مليون سنة. إذا تمكنا من العثور على المزيد من هذه الأشياء ، فقط لنرى مدى شيوعها ، وما إذا كانت جميعها ثنائيات ، أو ما هو مميز عنها والذي يمكّنها من الاستمرار لفترة طويلة. في الأساس ، ما نحاول القيام به هو أن نرى العملية كيف يتحول القرص إلى كواكب ، ولكن هذا بالطبع يستغرق ملايين السنين ، لذلك لا يمكنك متابعة ذلك - على الأقل ، لا يمكنني متابعته. إنه أشبه بأخذ لقطة للسكان. لديك كبار السن والشباب والأطفال وما إلى ذلك. وتحاول أن تستنتج كيف ينتقل التطور من تجميع القطع المختلفة معًا. وبعد ذلك يكون بعض الناس هائلين ، أو يتغذون بشكل أفضل ، ولديهم ثقافة مختلفة أو أي شيء آخر ، وأنت تحاول أن ترى التأثيرات المختلفة على السكان من تلك اللقطة. محاولة العثور على أنظمة أخرى مشابهة لهذه هي طريقة لإجراء التجربة لمعرفة ما سيحدث إذا كان لديك ثنائي أوسع بكثير ، أو ما يحدث إذا كان نجمًا جماعيًا مختلفًا في المنتصف. لا يمكننا إجراء التجربة حقًا ، ولكن إذا وجدنا أنواعًا مختلفة كافية من الكائنات مثل هذه ، فإن الطبيعة قد أجرت التجربة في أماكن مختلفة ، ونحتاج فقط إلى الخروج والنظر إليها.
كان هذا الاكتشاف في الأصل أعلن في يونيفرس توداي في 19 يوليو 2005.