استطاع علماء الفلك التقاط أولى مراحل ولادة الكواكب حول النجوم الفتية، من خلال دراسة 78 قرصًا تكوينيًا للكواكب في منطقة تكوين النجوم في أوفيكوس. هذه المنطقة، المعروفة أيضًا باسم مجمع سحابة رو أوفيكوس، تقع على بعد حوالي 460 سنة ضوئية من الأرض، مما يجعلها أقرب منطقة تكوين نجوم إلى نظامنا الشمسي.
البحث في تطور الكواكب والنجوم معًا
يولد النجوم عندما تنهار المناطق ذات الكثافة العالية في السحب الجزيئية الواسعة تحت تأثير جاذبيتها الذاتية. هذا الانهيار يخلق نجمًا أوليًا ملفوفًا في غلاف سابق للولادة من المواد التي يستمر في جمعها. تستمر هذه العملية حتى يصبح النجم ضخمًا بما يكفي لبدء اندماج الهيدروجين إلى الهيليوم في قلبه، وهي العملية النووية التي تحدد ما إذا كان النجم قد بلغ مرحلة النضج أو السلسلة الرئيسية.
في النهاية، يصبح النجم الفتي محاطًا بقرص مسطح من الغاز والغبار، حيث يمكن للكواكب أن تبدأ في التكون. عندما تبدأ الكواكب في التشكل في هذه الأقراص، يمكن أن يجذب تأثيرها الجاذبي المواد أو يطردها، مما يؤدي إلى ظهور الهياكل الفرعية في القرص التكويني للكواكب.
استخدام تقنيات التصوير المتطورة
سعى علماء الفلك للإجابة على السؤال الكبير: في أي نقطة في تطور الأنظمة الكوكبية تبدأ هذه الهياكل الفرعية في الظهور؟ استخدموا في ذلك مجموعة ضوابط الأتاكاما الكبيرة للمليمترات/تحت المليمترات (ALMA)، وهي مجموعة من 66 هوائيًا في شمال تشيلي التي تعمل معًا لتشكل تلسكوبًا واحدًا.
من خلال برنامجين كبيرين، DSHARP وeDisk، اكتشف ALMA تفاصيل معقدة للهياكل في الأقراص التكوينية للكواكب. وجد برنامج DSHARP أن مثل هذه الهياكل شائعة في الأقراص المحيطة بـ 20 نجمة شابة دون مليون سنة من العمر. بينما درس برنامج eDisk النجوم الأولية الأصغر سناً، والتي تتراوح أعمارها بين 10,000 و100,000 سنة، مما كشف أن الهياكل الموجودة حول النجوم التي تبلغ مليون سنة من العمر غائبة حول النجوم الأصغر بعشر أو مئة مرة.
نتائج الدراسة الجديدة
أجرى فريق الدراسة الجديدة بحثًا على النجوم التي تتراوح أعمارها بين تلك التي تمت دراستها في برنامجي DSHARP وeDisk، مستخدمين تقنيات التصوير الفائق الدقة المقدمة من برنامج عام يسمى “Python module for Radio Interferometry Imaging with Sparse Modeling” أو (PRIISM)، وطبقوا ذلك على بيانات ALMA الأرشيفية.
مكنهم هذا من الحصول على دقة أكبر بثلاث مرات مما توفره الإجراءات القياسية لنصف الأقراص التكوينية المصورة للكواكب. تم تعزيز نتائج الفريق أكثر بفضل كون العينة التي درسوها في أوفيكوس أكبر بأربع مرات من تلك المستخدمة في برنامجي DSHARP وeDisk.
الخاتمة
كشفت الدراسة أن 27 من 78 قرصًا تم فحصها تحتوي على هياكل حلقية أو لولبية، 15 منها لم تُرَ من قبل. هذا يدل على أن الهياكل الفرعية تتشكل في الأقراص التي يبلغ عرضها 30 ضعف المسافة بين الأرض والشمس، مما يشير إلى أن هذه الهياكل تتشكل في وقت أبكر مما كان يعتقد سابقًا. وبعبارة أخرى، يبدو أن النجوم والكواكب الفتية تتطور معًا، على الأقل في حضانة النجوم في أوفيكوس.
