تظهر صور جديدة لقرص كوكبي أولي قريب نسبيًا ، تم التقاطه بواسطة تلسكوب سوبارو على ماونا كيا ، أقواسًا غريبة على شكل موزة تحيط بالنواة المركزية. التفسير الأكثر ترجيحًا لهذه الأقواس هو وجود جسم آخر يدور حول النجم ؛ إما نجم رفيق أو كوكب كبير ، والتفاعل الثقالي لهذا الرفيق يشوه قرص المادة. يقع القرص الكواكب الأولية ، المعروف باسم HT142527 ، على بعد 650 سنة ضوئية من الأرض.
أدى إلقاء نظرة فاحصة على القرص الكواكب الأولية حول نجم شاب من قبل فريقين من علماء الفلك باستخدام تلسكوب سوبارو على ماونا كيا إلى اكتشاف غير متوقع لاثنين من الأقواس على شكل موزة في مواجهة بعضهما البعض. يظهر القرص ، الذي يحيط بالنجم HD142527 ، فجوة يمكن أن تكون مسقط رأس مضطرب لكوكب ، وقوس ممتد يمكن أن يكون قد تشكل خلال لقاء أخير مع جار نجمي. يضيف هذا الاكتشاف المزيد من التنوع إلى التنوع المربك لأشكال القرص الكواكب الأولية - التي تتراوح من الكعك إلى اللوالب - التي يجدها علماء الفلك وهم يدرسون أسباب الولادة للكواكب حول النجوم الأخرى.
استخدم علماء الفلك أداتين مختلفتين على سوبارو لمراقبة القرص حول HD 142527. فريق من جامعة ناغويا ، المرصد الفلكي الوطني في اليابان / جامعة الدراسات العليا للدراسات المتقدمة (NAOJ / Sokendai) وجامعة كوبي لاحظوا قرص الكواكب الأولية باستخدام التصوير Coronagraphic Imager مع البصريات التكيفية (CIAO) في الأشعة تحت الحمراء القريبة عند 1.65 و 2.2 ميكرون بدقة 0.13 ثانية قوسية. سمح هذا للفريق برؤية تفاصيل القرص على مقياس مماثل لمدار أورانوس ونبتون في نظامنا الشمسي. قللت تقنية البصريات التكيفية من تأثير الغلاف الجوي للأرض لتحسين جودة الصورة. ساهم Coronagraphy ، الذي أخفى النجم المركزي لجعل المواد الباهتة حوله أسهل في الكشف ، في عمليات المراقبة الناجحة.
ركزت مجموعة أخرى من الملاحظات التي أجراها باحثون من جامعة طوكيو ، والوكالة اليابانية لاستكشاف الفضاء الجوي (JAXA) ، و NAOJ / Sokendai ، وجامعة إيباراكي على القرص الكوكبي الأولي في أطوال موجية متوسطة تحت الأشعة تحت الحمراء تبلغ 18.8 و 24.5 ميكرون باستخدام كاميرا Subaru's Mid-Infrared و Spectrograph (COMICS). تظهر الصور ، ذات الدقة المكانية 0.5 ثانية قوسية و 0.6 ثانية قوسية ، الإشعاع المنبعث من القرص إلى ما يتجاوز 100 وحدة فلكية ، أو ثلاثة أضعاف المسافة بين نبتون والشمس. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف قرص كوكبي أولي في منتصف الأشعة تحت الحمراء لمثل هذه المسافة.
تمتد ملاحظات منتصف الأشعة تحت الحمراء أيضًا نحو النجم وتكشف عن فجوة واضحة بين بنيتين منفصلتين: قرص مضغوط حوالي 80 وحدة فلكية في نصف القطر وقرص ممتد يردد شكل تقسيم الموز الذي يظهر في الملاحظات القريبة من الأشعة تحت الحمراء و يصل إلى دائرة نصف قطرها 170 وحدة فلكية. بالنسبة لكل من الصور القريبة من الأشعة تحت الحمراء والمتوسطة ، يرجع اختلاف السطوع في الجوانب المتقابلة للقرص الممتد إلى إمالة القرص. الجانب الأبعد عنا أكثر خفوتًا في الأشعة تحت الحمراء القريبة. في منتصف الأشعة تحت الحمراء ، يكون أكثر إشراقًا.
كما أظهرت عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء المتوسطة حجم حبيبات الغبار في القرص ودرجة حرارتها. من هذه المعلومات ، تمكن الفريق من تحديد أن حبيبات الغبار في القرص تنمو إلى أحجام أكبر من حجم الغبار الموجود بين النجوم.
قبل الحصول على هذه الصور التفصيلية ، توقع الفلكيون العثور على أقراص سلسة حول النجوم الصغيرة. ومع ذلك ، فإن الملاحظات الأخيرة للأقراص حول النجوم GG Tauri و AB Aurigae قد غيرت الصورة. يحتوي GG Tauri على قرص على شكل دونات ، والقرص المحيط بـ AB Aurigae على شكل حلزوني بشكل واضح. يبدو أن بناء "تقسيم الموز" HD142527 هو الآن اختلاف في موضوع الأقراص المتنوعة للكواكب الأولية.
التفسير الأكثر ترجيحًا لشكل "تقسيم الموز" لـ HD 142527 هو وجود جسم آخر يدور حول النجم ، أو نجم رفيق أكثر خفوتًا أو ربما كوكبًا. من المرجح أن القوس الممتد يرجع إلى شد الجاذبية لنجم عابر في وقت ما خلال الألف سنة الماضية. نظرًا لأن الفلكيين يتوقعون أن تولد معظم النجوم في مجموعات جنبًا إلى جنب مع النجوم الأخرى ، فإن العديد من ميزات القرص HD142427 الذي تم رسمه حديثًا قد تكون شائعة في النجوم الأخرى المولودة مع رفاق.
الصور الجديدة هي الصور الأولى لقرص الكواكب الأولية HD142527 الذي تم الحصول عليه على الإطلاق ، ومن بين الأمثلة القليلة جدًا على التصوير المباشر الناجح لقرص الكواكب الأولية من تلسكوب أرضي. تقع HD142527 على بعد 650 سنة ضوئية فقط من الأرض ، ولكن على الرغم من قرب هذا النجم ، فإن الاضطراب في الغلاف الجوي لكوكبنا يجعل الصور الواضحة لقرصه الكوكبي الأولي الباهت صعبة للغاية
احصل على. اعتمدت الملاحظات الناجحة التي أدت إلى هذه النتائج على حجم واستقرار وموقع تلسكوب سوبارو وأدواته ، إلى جانب استخدام بصرياته التكيفية وتقنيته التاجية.
أقراص الكواكب الأولية ومزايا المراقبة بالأشعة تحت الحمراء
لفهم كيفية تشكل الكواكب ، من المهم التعرف على الأقراص الكوكبية الأولية. هذه التراكمات من الغاز والغبار تحيط بالنجوم الصغيرة وهي أرض الولادة للكواكب. عندما يولد النجم وينمو ، يتشكل القرص من نفس المادة مثل غاز النجم بمكون غبار صغير.
بمرور الوقت ، يتراكم الغبار في أقراص الكواكب الأولية في كائنات أكبر ، مما يؤدي في النهاية إلى إنشاء كواكب أولية. تصطدم هذه لتشكيل الكواكب. قام علماء الفلك مؤخرًا بمسح النجوم التي يبلغ عمرها حوالي مليون عام لفهم البيئات المتربة التي تتكون فيها الكواكب. تعتبر ملاحظات الأشعة تحت الحمراء أدوات قوية بشكل خاص للمساعدة في وصف الهياكل التفصيلية حول هذه النجوم.
تصدر أقراص الكواكب الأولية الضوء في العديد من الأطوال الموجية ، بما في ذلك الأطوال الموجية المرئية والأشعة تحت الحمراء والمليمترية. تحمل أطوال الموجات تحت الحمراء معلومات حول هيكل القرص ودرجة حرارته والخصائص الفيزيائية الأخرى للقرص وجزيئات الغبار الخاصة به. ومع ذلك ، حتى مع المراقبة بالأشعة تحت الحمراء ، لا تزال هناك تحديات في مراقبتها. الأقراص الكواكب الأولية باهتة مقارنة بالنجوم التي تحيط بها ، لذا قد يكون الحصول على صور لها أمرًا صعبًا.
تعكس الأقراص الكواكب الأولية ضوء الأشعة تحت الحمراء القريب من النجم المركزي. باستخدام تقنية البصريات التكيفية ، يمكن أن تكشف الملاحظات القريبة من الأشعة تحت الحمراء البنية التفصيلية للقرص بدقة عالية. ومع ذلك ، نظرًا لأن الضوء لا ينشأ مباشرة من القرص ، فإنه لا يحمل معلومات حول درجة حرارة القرص وكثافته.
عند الأطوال الموجية الأطول للأشعة تحت الحمراء الأطول ، تنخفض الدقة ولكن يمكن ملاحظة الضوء المنبعث من القرص نفسه للحصول على معلومات حول درجة حرارة القرص. نظرًا لأن النجم المركزي يكون أكثر خفوتًا عند الأطوال الموجية الأطول ، فمن الأسهل دراسة المناطق الأقرب إلى النجم عند أطوال الموجات تحت الحمراء المتوسطة. الجمع بين الملاحظات في كل من الأطوال الموجية القريبة والمتوسطة والمتوسطة يعطي صورة أكثر شمولاً لأقراص الكواكب الأولية.
تم نشر هذه النتائج في طبعات 10 يناير 2006 و 20 يونيو 2006 من مجلة الفيزياء الفلكية. (ApJ 636: L153 و ApJ 644: L133)
حصل هذا البحث على دعم من وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا اليابانية في مجالات البحث المحددة من أجل "تطوير أبحاث الكواكب خارج الطاقة الشمسية".
المصدر الأصلي: بيان صحفي سوبارو
