ال المرصد الأوروبي الجنوبي أصدرت (ESO) مجموعة مذهلة من الصور للأقراص النجمية التي تحيط بالنجوم الفتية. تم التقاط الصور بامتداد جسم كروى (Spectro-Polarimetric High-التباين خارج المجموعة الشمسية REsearch) على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع لـ ESO في تشيلي. كنا نبحث في صور الأقراص ذات النجمتين لبعض الوقت ، ولكن هذه المجموعة تكشف عن مجموعة رائعة من الأشكال والأحجام التي يمكن أن تأخذها هذه الأقراص.
تكشف الصور الجديدة من أداة SPHERE على تلسكوب ESO الكبير جدًا عن الأقراص المتربة المحيطة بالنجوم الشابة القريبة بتفاصيل أكبر مما تم تحقيقه سابقًا. إنها تُظهر مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام والتركيبات ، بما في ذلك التأثيرات المحتملة للكواكب التي لا تزال في طور التكوين. الصورة: ESO / H. أفينهاوس وآخرون / إي. تعاون Sissa et al./DARTT-S و SHINE
لدينا نموذج مقبول على نطاق واسع لتشكيل النجوم مدعومًا بأدلة وافرة ، بما في ذلك صور مثل هذه من ESO. يبدأ النموذج بسحابة من الغاز والغبار تسمى أ سحابة جزيئية عملاقة . داخل تلك السحابة ، يبدأ جيب من الغاز والغبار في الاندماج. في النهاية ، عندما تتسبب الجاذبية في سقوط المواد إلى الداخل ، يصبح الجيب أكثر ضخامة ويمارس المزيد من قوة الجاذبية. يستمر سحب المزيد من الغاز والغبار.
كما أن المادة التي تسقط فيه تعطي بعض الزخم الزاوي للجيب ، مما يسبب الدوران. بمجرد تراكم المواد الكافية ، يشتعل الاندماج ويولد نجم. عند هذه النقطة ، يوجد نجم أولي داخل السحابة ، مع بقاء غاز وغبار غير مستخدمين في حلقة دوارة حول النجم الأولي. يُطلق على هذا الجزء المتبقي من الحلقة الدوارة اسم القرص المحيط ، والذي تتشكل منه الكواكب في النهاية.
هناك صور أخرى لـ أقراص ظرفية ، ولكن كان من الصعب التقاطها. لتصوير أي قدر من التفاصيل في الأقراص يتطلب حجب ضوء النجمة في مركز القرص. وهنا يأتي دور أسفير.
عرض مفصل لأداة SPHERE وأنظمتها الفرعية الرئيسية. تم تثبيت SPHERE على VLT الخاص بـ ESO وشهد أول ضوء في عام 2014. الصورة: ESO
تمت إضافة SPHERE إلى التلسكوب الكبير جدًا التابع لـ ESO في عام 2014. وتتمثل مهمته الأساسية في تصوير الكواكب الخارجية مباشرةً ، ولكن لديه أيضًا القدرة على التقاط صور لأقراص نجمية. للقيام بذلك ، تفصل بين نوعين من الضوء: مستقطب ، وغير مستقطب.
الضوء القادم مباشرة من نجم - في هذه الصور ، نجم شاب لا يزال محاطًا بقرص نجمي - يكون غير مستقطب. ولكن بمجرد تشتيت ضوء النجم هذا بواسطة المادة الموجودة في القرص نفسه ، يصبح الضوء مستقطبًا. إن SPHERE ، كما يوحي اسمه ، قادر على فصل نوعي الضوء وعزل الضوء عن القرص فقط. هذه هي الطريقة التي تلتقط بها الأداة مثل هذه الصور الرائعة للأقراص.
منظر من الحافة للقرص المحيط بالنجم GSC 07396-00759. يمتد القرص من أسفل اليسار إلى أعلى اليمين وتظهر المنطقة الرمادية الوسطى حيث تم إخفاء النجم. تنسب إليه:
أن E. سيسا وآخرون
منذ أن أصبح واضحًا أن الكواكب الخارجية ليست نادرة ، وأن معظم النجوم - وربما جميع النجوم - لها كواكب تدور حولها ، أصبح فهم تكوين النظام الشمسي موضوعًا ساخنًا. كانت المشكلة أننا لا نستطيع أن نرى ذلك يحدث في الوقت الفعلي. يمكننا أن ننظر إلى نظامنا الشمسي ، وأنظمة أخرى مكتملة التكوين ، وأن نضع تخمينات حول كيفية تشكلها. لكن تكوين الكواكب مختبئ داخل تلك الأقراص الظرفية. تعتبر رؤية هذه الأقراص أمرًا بالغ الأهمية لفهم الارتباط بين خصائص القرص نفسه والكواكب التي تتشكل في النظام.
الأقراص المصورة في هذه المجموعة هي في الغالب من دراسة تسمى DARTTS-S (أقراص حول نجوم T Tauri مع SPHERE). نجوم T Tauri هم نجوم شابة تقل أعمارهم عن 10 ملايين سنة. في ذلك العصر ، لا تزال الكواكب في طور التكوين. تتراوح النجوم بين 230 و 550 سنة ضوئية من الأرض. من الناحية الفلكية ، هذا قريب جدًا. لكن ضوء النجوم الساطع لا يزال يجعل من الصعب للغاية التقاط الضوء الخافت للأقراص.
إحدى الصور ليست نجمة T Tauri وليست من دراسة DARTTS-S. القرص المحيط بالنجم GSC 07396-00759 ، في الصورة أعلاه ، هو في الواقع من مسح SHINE (مسح SpHere بالأشعة تحت الحمراء للكواكب الخارجية) ، على الرغم من أن الصور نفسها تم التقاطها باستخدام SPHERE. GSC 07396-00759 هي نجمة حمراء وهي جزء من نظام متعدد النجوم كان جزءًا من دراسة DARTTS-S. الشيء المحير هو أن النجم الأحمر هو نفس عمر نجم TAURI في نفس النظام ، لكن الحلقة حول النجم الأحمر أكثر تطورًا. لماذا يختلف القرصان الموجودان حول نجمين في نفس العمر عن بعضهما البعض من حيث النطاق الزمني والتطور هو لغز ، وهو أحد الأسباب التي تجعل علماء الفلك يرغبون في دراسة هذه الأقراص عن كثب.
يمكننا دراسة نظامنا الشمسي ، وإلقاء نظرة على مواقع وخصائص الكواكب وحزام الكويكبات وحزام كايبر. من هذا المنطلق يمكننا أن نحاول تخمين كيف تشكلت كلها ، لكن فرصتنا الوحيدة لفهم كيف تضافرت جميعًا هي النظر إلى أنظمة شمسية أخرى أصغر سناً أثناء تشكلها.
ستسمح لنا أداة أسفير ، وغيرها من الأدوات المستقبلية مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، بالنظر في الأقراص النجمية حول النجوم الأخرى ، واستنباط تفاصيل تكوين الكواكب. هذه الصور الجديدة من SPHERE هي طعم محير للتفاصيل والتنوع الذي يمكن أن نتوقع رؤيته.