يبعد عنا 370 سنة ضوئية ، النظام الشمسي يصنع كواكب صغيرة. النجم في صميم كل شيء صغير ، عمره حوالي 6 ملايين سنة فقط. وأطفاله كواكب ضخمة ، من المرجح أن كلاهما عملاقان غازان ، يرضعان على المادة الغازية من القرص النجمى النجمى.
النجم المضيف في هذا النظام يسمى PDS 70. PDS 70 أصغر قليلاً وأقل كتلة من شمسنا ، ولا يزال يتراكم المادة نفسها. هذا النجم الشاب هو نجم T Tauri ، مما يعني بشكل أساسي أنهم صغار جدًا ويبدأون للتو في الحياة. نظرًا لكونها صغيرة جدًا ، لا تزال الكواكب في عملية تشكيل في مدار حولها. ورؤية الكواكب الوليدة لا تزال تتشكل شيء بدأ الفلكيون الآن في التعافي منه.
"هذا هو أول كشف لا لبس فيه عن نظام ذي كوكبين يحوي فجوة على القرص."
جوليان جيرارد ، معهد علوم تلسكوب الفضاء.
ما يجعل صور هذه الكواكب الصغيرة التي لا تزال تشكل شيئًا مثيرة للاهتمام هو أنها دليل يدعم نظريتنا القديمة حول كيفية تشكل الكواكب في أنظمة الطاقة الشمسية الفتية. تُدعى هذه النظرية الفرضية السديمية وهي موجودة منذ عقود ، ولكن بدون أدلة المراقبة لدعمها.
الفرضية السديمية
تتكون النجوم من السحب الضخمة من الهيدروجين في الغالب تسمى السحب الجزيئية. الغيوم الجزيئية غير مستقرة بالجاذبية ويميل الغاز إلى التكتل معًا. في نهاية المطاف ، تبدأ إحدى هذه المجموعات في التزحلق على الجليد والحصول على أكبر وأكبر. أثناء قيامها بذلك ، تتسطح السحابة مثل الفطيرة ، وتبدأ في الدوران ، وعندما تصبح الكتلة المركزية كثيفة بما فيه الكفاية ، فإنها تشتعل في انصهار وتولد نجمة. توجد العديد من النجوم في أنظمة ثنائية ، عندما يتكون نجمان من السحابة الجزيئية.
لكن النجم في المركز ليس الكتلة الوحيدة. تتشكل كتل أخرى أصغر في الغاز الدوار ، ويمكن أن تتشكل في كواكب. بعض الكواكب الغازية ، مثل المشتري وزحل في نظامنا الشمسي ، يمكن أن تصبح كبيرة جدًا. (يشير علماء الفلك أحيانًا إلى المشتري وزحل على أنهما "نجوم فاشلان" لأنهما كانا في طريقهما ليصبحا نجميين لكنهما لم يستطيعا الوصول إلى هناك.)
إذا تمكنت من تجميد العملية هناك ، فسترى نجمة شابة في وسط سحابة غازية مستديرة ودائرية. لكن في الغاز ، سترى فجوات على شكل حلقة ، حيث تنشغل الكواكب بمسح المواد وتصبح ، كواكب. تسمى هذه العملية التزايد. ولم تعد سحابة جزيئية ، تسمى الآن "قرص كوكبي أولي" ، لأنها شكل قرص وتتشكل كواكب أولية فيه.
وهذا بالضبط ما يراه الفلكيون.
رؤية الكواكب الفعلية
الأمر الرائع في هذه الصور الجديدة هو أننا لا نستطيع رؤية الفجوات والحلقات التي تشير إلى وجود كوكب فحسب ، بل يمكننا أيضًا رؤية الكواكب الفعلية نفسها. وهي المرة الثانية التي نرى فيها يقينًا نظامًا يتكون من كوكبين يعملان على إحداث فجوات في القرص. (تم تصوير نظام رباعي الكواكب يسمى HR 8799 في عام 2008.)
"لقد فوجئنا للغاية عندما وجدنا الكوكب الثاني."
سيباستيان هافرت ، المؤلف الرئيسي ، مرصد ليدن.
قال جوليان جيرارد من معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور بولاية ماريلاند: "هذا هو أول كشف لا لبس فيه عن نظام ذي كوكبين يحوي فجوة في القرص".
في هذه الدراسة الجديدة التي نُشرت في عدد 3 يونيو من مجلة Nature Astronomy ، استخدم فريق علماء الفلك مخطط MUSE على مرصد جنوب أوروبا الكبير جدًا (VLT.)
تعتبر الرؤية داخل قرص كوكبي أولي مهمة صعبة. ليس فقط النجم ساطعًا حقًا ، ويهيمن على الصورة ، ولكن كل الغاز والغبار في القرص يمكن أن يمنع الضوء القادم من الكواكب المشكلة. تتمتع أداة MUSE بالقدرة على قفل نوع ما على الضوء المنبعث من الهيدروجين في السحابة ، وهي علامة على تراكم الهيدروجين في الكواكب التي لا تزال تتشكل.
قال سيباستيان هافرت من مرصد ليدن ، المؤلف الرئيسي للصحيفة: "لقد فوجئنا للغاية عندما وجدنا الكوكب الثاني".
"مع مرافق مثل ALMA أو Hubble أو التلسكوبات الضوئية الأرضية الكبيرة ذات البصريات التكيفية ، نرى أقراصًا تحتوي على حلقات وفجوات في كل مكان. السؤال المفتوح كان ، هل هناك كواكب؟ وأوضح جيرارد في هذه الحالة ، الجواب نعم.
ما اكتشفه الفريق هو كوكب يسمى PDS 70c. (تم اكتشاف كوكب آخر في نفس النظام ، يسمى PDS 70b ، لأول مرة منذ حوالي عام).
يقع الكوكب الجديد ، PDS 70c ، بالقرب من الحافة الخارجية للقرص ، وعلى بعد 3.3 مليار ميل تقريبًا من النجم. هذه هي نفس المسافة التي تبعدها نبتون عن الشمس. يمتلك الفلكيون تقديرات أولية فقط لكتلة الكوكب ، لكنهم يقدرون أن PDS 70c تبلغ كتلته من 1 إلى 10 أضعاف كتلة المشتري.
يقع الكوكب المكتشف سابقًا ، PDS 70b ، على بعد حوالي 2 مليار ميل من النجم ، تقريبًا نفس كوكب أورانوس في نظامنا الشمسي. تبلغ كتلته ما بين 4 إلى 17 مرة كتلة المشتري.
الآن ننتظر. لتلسكوب جيمس ويب
يعد الحصول على صور لهذه الكواكب الخارجية الصغيرة نوعًا من الحوادث السعيدة بالنسبة لمطياف MUSE. تم تطوير الأداة في البداية لدراسة المجرات وعناقيد النجوم. لكن كما اتضح ، من الجيد اكتشاف الكواكب الخارجية في عملية التكوين. وقد ساعد هذا الحادث على نقل الفرضية السديمية من الفرضية إلى النظرية المقبولة.
"تم تطوير وضع المراقبة الجديد هذا لدراسة المجرات وعناقيد النجوم بدقة مكانية أعلى. لكن هذا الوضع الجديد يجعله مناسبًا أيضًا لتصوير الكواكب الخارجية ، التي لم تكن المحرك العلمي الأصلي لأداة MUSE ".
في المستقبل ، (المستقبل الذي يتأخر باستمرار) ، سيقدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) دراسة الكواكب الصغيرة التي تتشكل في هذه الأقراص. وبمجرد انتهاء الانتظار اللانهائي لهذا التلسكوب الفضائي المتقدم ، يجب أن تسمح قوته لعلماء الفلك بالتركيز على أطوال موجية محددة للغاية للضوء المنبعثة من تراكم الهيدروجين.
وهذا يعني أن العلماء سيكونون قادرين على قياس درجة حرارة غاز الهيدروجين في القرص ، وكذلك كثافته. ستساعدنا معرفة هذين الأمرين على فهم كيفية تشكل الكواكب العملاقة للغاز حقًا.
لكن في الوقت الحالي ، لدينا على الأقل صور للكواكب ، وعندما ينظر الفلكيون إلى المجرة ويرون أنظمة النجوم الصغيرة هذه ، والفجوات في الأقراص ، يمكنهم أن يكونوا واثقين من وجود كواكب بالفعل هناك.
