مجموعه‌های ستاره ای مرموز فهم ما را از تشکیل سیاره‌ها تغییر می‌دهند

محققان ناسا با دهه‌ها مطالعه روی سیستم‌ها‌ی دیسک‌مانند که از باقی‌مانده‌ها‌ی اجرام کیهانی تشکیل شده‌اند، توانستند اغتشاشات پتانسیلی ناشی از تشکیل سیاره‌ها را ببینند. خارجی‌ترین حلقه‌ی تشکیل‌دهنده‌ی این دیسک‌ها، مانند نواحی دور از مرکز مجموعه‌ها‌ی ستاره‌ای، از اجرامی مثل دنباله‌دار‌ها و شهاب‌ها تشکیل شده‌ است. اجرام باقی‌مانده در این دیسک‌ها، در ساختار تشکیل‌دهنده‌ی خود با یکدیگر تفاوت بسیار دارند. برخی از آن‌ها از یخ و برخی از کربن و مواد دیگر تشکیل شده‌اند و معمولا ۷۵ تا ۲۰۰ واحد نجومی از ستاره‌ی مادر خود فاصله می‌گیرند که از فاصله‌ی خورشید تا پلوتو بیش‌تر است.

تصویر بردار سیاره‌ای Gemini

دهه‌ها داده

به‌تازگی محققان ناسا تشکیل سیاره‌ها‌یی را در سه عدد از این حلقه‌ها‌ی باریک و چگال مشاهده کرده‌اند که از به هم پیوستن اجرام شهابی ایجاد شده‌اند. این دیسک‌ها، در لبه‌ی مجموعه‌ها‌ی ستاره‌ای وجود دارند. محققان ناسا، به‌تازگی یافته‌ها‌ی خود را در مجله‌ی نجومی Astronomical Journal منتشر کرده‌اند. کری لیز از دانشگاه جانز هاپکینز می‌گوید: «طبق بررسی‌های انجام‌شده و اطلاعات به‌دست‌آمده از نور بازگشتی از حلقه‌ها‌ی دیسک‌مانند، اندازه‌ی این سیاره‌ها چند برابر زمین است. به نظر می‌رسد که جالب‌ترین این حلقه‌ها‌ی دیسک‌مانند، حلقه‌ی باریک قرمزی است که HR476A را احاطه کرده و یک حلقه‌ی بسیار باریک برای یک مجموعه‌ی ستاره‌ای جوان به‌حساب می‌‌آید.»

به گفته‌ی کری لیز، میزان باریکی این حلقه‌ها هنوز هم یک معما‌ی بزرگ است؛ چرا که معمولا برای مجموعه‌ها‌ی ستاره‌ای جوان، چنین حلقه‌ها‌ی باریکی را نمی‌توان مشاهده کرد. معمولا حرکت مواد به‌قدری سرعت دارد که تشکیل سیستم‌ها‌ی سیاره‌ای مانند مجموعه‌ی خورشیدی ما بسیار بعید است. در واقع، مواد تشکیل‌دهنده‌ی سیاره‌ها به‌ندرت از کنار یکدیگر رد می‌شوند و فرصت به هم پیوستن پیدا نمی‌کنند.

بسیار بسیار دور

نه تنها باریک بودن شکل این سیستم بسیار غیر‌ معمول است، بلکه رنگ قرمز آن نیز چالش برانگیز به شمار می‌آید. لیز بر این باور است که این رنگ قرمز از سوختن بقایای سنگی شهاب‌هایی به وجود می‌آید که به دلیل قرار گرفتن حلقه‌ی دیسک‌مانند، در نزدیکی ستاره‌ی خود تصعید می‌شوند. با این حال، جالب توجه‌ترین جنبه از ویژگی‌ها‌ی HR4796A، این است که چه چیزی می‌تواند باعث شود حلقه‌ی دیسک‌مانند به جای پهن و پراکنده بودن، برخلاف انتظار، باریک و چگال باشد.

طبق گفته‌ی لیز، شهاب‌ها‌یی که به سطح این سیاره‌ها‌ی در حال رشد برخورد می‌کنند، باعث ایجاد ابر‌ها‌ی بزرگی از غبار می‌شوند که با سرعت بسیار زیادی حرکت می‌کنند و سراسر سیستم را فرا‌می‌گیرند. تنها راه حل آشکار برای مسائل موجود، این است که سیاره‌ها‌ی چند‌تا‌یی کوچک در این حلقه‌ها تشکیل می‌شوند و این اجسام کوچک، با سرعت ضربه‌ی کم، حلقه‌ها را به سمت تشکیل ساختار‌ها‌ی باریک هدایت می‌کنند. همان گونه که حلقه‌ها‌ی باریک زحل، باریک و متمرکز هستند.

این حلقه‌ی باریک، روزی به یک سیاره‌ی سنگین تبدیل خواهد شد. این سیستم‌ها سیاره‌ها‌یی را تشکیل خواهند داد که در مجموعه‌ی خورشیدی خودمان نمی‌بینیم؛ سیاراتی که چند برابر زمین جرم دارند و از موادی مثل یخ، سنگ و مواد نسوز و مقاوم تشکیل می‌شوند. این دستورالعمل می‌تواند در مورد سیاراتی که در مرکز تحقیقات کپلر به تعداد زیاد مشاهده شده‌اند و هر کدام از آن‌ها چند برابر زمین جرم دارند، به کار آید.

با اینکه حلقه‌ها به‌صورت سحر‌آمیزی با بقیه‌ی سیستم‌ها‌ی جوان مشابه فرق دارند، فرایند‌ها‌ی زیادی باید گذرانده شوند تا این حلقه‌ها بتوانند به سیاره‌ها‌یی هم‌اندازه‌ی سیاره‌ها‌ی گازی بزرگ تبدیل شوند. دلیل طول کشیدن فرایند تشکیل سیاره در این سیستم‌ها یک معما‌ی بزرگ است.