لاحظ علماء الفلك باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي وجود مياه وجزيئات ضرورية لتكوين الكواكب الصخرية في منطقة شديدة التعرض للإشعاع في سديم جراد البحر. هذا الاكتشاف، وهو جزء من برنامج XUE، يوسع البيئات المعروفة التي يمكن أن تتشكل فيها الكواكب الصخرية، مما يتحدى المعتقدات السابقة ويقدم رؤى جديدة حول تنوع الكواكب الخارجية.
يكتشف علماء الفلك مجموعة من الجزيئات التي تعد من بين اللبنات الأساسية للكواكب الصخرية.
الفضاء بيئة معادية، لكن بعض المناطق أكثر عدائية من غيرها. تعد منطقة تشكل النجوم المعروفة باسم Lobster Nebula موطنًا لبعض النجوم الأكثر ضخامة في مجرتنا. النجوم الضخمة أكثر سخونة، وبالتالي تنبعث منها المزيد من الأشعة فوق البنفسجية. يغمر هذا الضوء فوق البنفسجي الأقراص المكونة للكواكب حول النجوم القريبة. يتوقع علماء الفلك أن تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتفكيك العديد من الجزيئات الكيميائية. ومع ذلك، تلسكوب جيمس ويب الفضائي اكتشف جزيئات مختلفة في أحد هذه الأقراص، بما في ذلك الماء وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وسيانيد الهيدروجين والأسيتيلين. هذه الجزيئات هي جزء من اللبنات الأساسية للكواكب الصخرية.
هذا انطباع فني لنجم شاب محاط بقرص كوكبي أولي تتشكل فيه الكواكب. الائتمان: إسو
يكشف تلسكوب ويب الفضائي أن الكواكب الصخرية يمكن أن تتشكل في بيئات قاسية
استخدم فريق دولي من علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا لتوفير أول مراقبة للمياه والجزيئات الأخرى في المناطق الداخلية شديدة الإشعاع من القرص، مما يشكل كواكب صخرية، في واحدة من أكثر البيئات تطرفًا في مجرتنا. تشير هذه النتائج إلى أن الظروف اللازمة لتكوين الكواكب الصخرية قد تحدث في نطاق أوسع من البيئات مما كان يُعتقد سابقًا.
النتائج الأولى لبرنامج XUE
هذه هي النتائج الأولى من برنامج التلسكوب الفضائي للبيئات فوق البنفسجية المتطرفة (XUE) لجيمس ويب، والذي يركز على توصيف الأقراص المكونة للكواكب (السحب الشاسعة من الغاز الدوار والغبار وقطع الصخور حيث تتشكل الكواكب وتتطور) في عملية تكوين النجوم الضخمة. المناطق. من المحتمل أن تمثل هذه المناطق البيئة التي تشكلت فيها معظم أنظمة الكواكب. يعد فهم تأثير البيئة على تكوين الكوكب أمرًا مهمًا حتى يتمكن العلماء من فهم تنوع الأنواع المختلفة من الكواكب الخارجية بشكل أفضل.
دراسة سديم جراد البحر
ال يعد سديم جراد البحر واحدًا من أصغر وأقرب مجمعات تشكيل النجوم الضخمة ويستضيف بعضًا من أضخم النجوم في مجرتنا. النجوم الضخمة أكثر سخونة، وبالتالي تنبعث منها المزيد من الأشعة فوق البنفسجية. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تشتيت الغاز، مما يجعل العمر المتوقع للقرص قصيرًا يصل إلى مليون سنة. بفضل ويب، يستطيع علماء الفلك الآن دراسة تأثير الأشعة فوق البنفسجية على المناطق الداخلية للكواكب الأرضية التي تشكل أقراص كوكبية أولية حول نجوم مثل شمسنا.
قدرات ويب الفريدة
وقالت ماريا كلوديا راميريز تانوس، رئيسة فريق معهد ويب ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا: “إن ويب هو التلسكوب الوحيد الذي يتمتع بالدقة المكانية والحساسية اللازمة لدراسة أقراص تشكل الكواكب في مناطق تشكل النجوم الضخمة”.
يهدف علماء الفلك إلى توصيف الخصائص الفيزيائية والتركيب الكيميائي لمناطق القرص الصخري المكونة للكواكب في سديم جراد البحر باستخدام مطياف متوسط الدقة لأداة Webb Mid-Infrared Instrument (MIRI). تركز هذه النتيجة الأولى على قرص الكواكب الأولية المسمى XUE 1، الموجود في العنقود النجمي Pismis 24.
وأضاف أرجان بيك، عضو الفريق من جامعة ستوكهولم في السويد: “فقط نطاق الطول الموجي والدقة الطيفية لـ MIRI يسمحان لنا بفحص المخزون الجزيئي والظروف الفيزيائية للغازات الساخنة والغبار حيث تتشكل الكواكب الصخرية”.
ونظرًا لموقعه بالقرب من العديد من النجوم الضخمة في NGC 6357، يتوقع العلماء أن XUE 1 تعرض باستمرار لكميات كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية طوال حياته. ومع ذلك، في هذه البيئة القاسية، تمكن الفريق من اكتشاف مجموعة من الجزيئات التي تشكل اللبنات الأساسية للكواكب الأرضية.
وقال عضو الفريق رينس ووترز من جامعة رادبود في هولندا: “وجدنا أن القرص الداخلي حول XUE 1 يشبه بشكل ملحوظ القرص الموجود في مناطق تشكل النجوم المجاورة”. “لقد اكتشفنا الماء وجزيئات أخرى مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وسيانيد الهيدروجين والأسيتيلين. ومع ذلك، فإن الانبعاثات التي تم العثور عليها كانت أقل مما توقعته بعض النماذج. قد يتضمن ذلك نصف قطر قرص خارجي صغير.
وأضاف لارس كويجبرز من جامعة رادبود: “لقد فوجئنا ومتحمسون لأن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف هذه الجزيئات في ظل هذه الظروف القاسية”. اكتشف الفريق أيضًا غبار سيليكات صغير متبلور جزئيًا على سطح القرص. ويعتبر هذا اللبنات الأساسية للكواكب الصخرية.
الآثار المترتبة على تشكيل كوكب روكي
تعد هذه النتائج أخبارًا جيدة لتكوين الكواكب الصخرية، حيث وجد الفريق العلمي أن الظروف في القرص الداخلي تشبه تلك الموجودة في الأقراص المدروسة جيدًا والموجودة في مناطق تكوين النجوم المجاورة، حيث لا يوجد سوى النجوم منخفضة الكتلة. يشير هذا إلى أن الكواكب الصخرية يمكن أن تتشكل في نطاق بيئات أوسع بكثير مما كان يُعتقد سابقًا.
ويشير الفريق إلى أن الملاحظات المتبقية من برنامج XUE تعتبر حاسمة لتحديد القواسم المشتركة بين هذه الشروط.
يقول راميريز-تانوس: “يُظهر لنا XUE 1 أن شروط تكوين الكواكب الصخرية قد استوفيت، لذا فإن الخطوة التالية هي التحقق من مدى شيوع ذلك”. “سنراقب الأقراص الأخرى في نفس المنطقة لتحديد عدد المرات التي يمكن فيها ملاحظة هذه الظروف.”
ونشرت هذه النتائج في ال مجلة الفيزياء الفلكية.
المرجع: “XUE: المخزون الجزيئي في المنطقة الداخلية لقرص كوكبي أولي شديد الإشعاع” بقلم ماريا كلوديا راميريز-تانوس وأرجان بيك ولارس كويجبرز ورينس ووترز وكريستيان جوبل وتوماس هينينج وإنجا كامب وتوماس بريبيش وكونستانتين ف.جيتمان ، جيرمان شابارو، بابلو كوارتاس ريستريبو، أليكس دي كوتر، إريك دي فيجلسون، سييرا إل جرانت، توماس جيه. إيلينا سابّي، بينوا تابوني، أندرو ج. وينتر، آنا إف. ماكلويد، روي فان بوكيل وسيرك إي. فان تيرويسجا، 30 نوفمبر 2023، ال رسائل من المجلات الفيزيائية الفلكية.
دوى: 10.3847/2041-8213/ad03f8
يعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أول مرصد لعلوم الفضاء في العالم. يحل ويب ألغاز نظامنا الشمسي، وينظر إلى ما وراء العوالم البعيدة حول نجوم أخرى، ويستكشف الهياكل والأصول الغامضة لكوننا ومكاننا فيه. ويب هو برنامج دولي بقيادة ناسا مع شركائها وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.
