تلسکوپ هابل فرآیند شگفت‌انگیز تشکیل یک سیاره‌ی فراخورشیدی را رصد کرد
تلسکوپ فضایی هابل با نگاه دوباره به اعماق کیهان جوان‌ترین سیاره‌ی فراخورشیدی را که تا کنون یافته، کشف کرد. سیاره‌ای که هنوز مراحل تکامل را می‌گذراند و فرصتی بی‌نظیر برای مطالعه در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.
سیاره‌ها از جمع شدن گردوغبار و گاز در کنار هم تشکیل می‌شوند. این مواد در اطراف یک دیسک که ستاره‌ی مادر را دربر گرفته، می‌چرخند، متراکم می‌شوند و به‌آرامی یک گوی عظیم را شکل می‌دهند.
هابل تا کنون سیاره‌های فراخورشیدی زیادی را شناسایی کرده اما این نخستین بار است که یک سیاره را که دیسک گردوغبار شکل‌دهنده‌ی آن، هنوز در حال کنار هم قرار گرفتن است، کشف می‌کند. سیاره‌ای که ۳۷۹ سال نوری با زمین فاصله دارد و مراحل شکل‌گیری را می‌گذراند.
این سیاره‌ی فراخورشیدی جوان که در صورت فلکی «قنطورس» (Centaurus) قرار دارد، PDS 70b نام گرفته و فقط ۵ میلیون سال عمر دارد. در مقایسه با زمین که ۴٫۵ میلیارد سال عمر دارد، این سیاره بسیار جوان است. با وجود آنکه سیاره هنوز در حال افزایش جرم است، در حال حاضر هم اندازه‌ی آن بسیار بزرگتر از زمین و در حدود ابعاد سیاره‌ی مشتری است.
در یک پژوهش تازه، دانشمندان از این فرصت بی‌نظیر برای مطالعه‌ی سیاره‌های در حال شکل‌گیری مانند PDS 70b با چشم تیزبین هابل استفاده کردند. «ییفان ژو» (Yifan Zhou) از دانشگاه تگزاس آستین گفت: «این سیستم بسیار هیجان‌انگیز است زیرا با مشاهده‌ی آن می‌توانیم شاهد تشکیل یک سیاره باشیم. این جوان‌ترین سیاره‌ای است که هابل تا کنون مستقیما تصویربرداری کرده است.»
پژوهشگران با استفاده از حساسیت هابل در طیف فرابنفش، می‌توانند تابش حاصل از گاز داغی که در سیارات تشکیل می‌شود را تشخیص دهند و اندازه‌گیری کنند. با استفاده از این تکنیک آن‌ها برای نخستین بار توانستند نرخ رشد جرم سیاره را به‌طور مستقیم اندازه‌گیری کنند.
قرص پیراستاره‌ای سامانه‌ی PDS 70 سیاره‌ی تازه‌ی PDS 70b را شکل می‌دهد.
Credit: ESO, VLT, André B. Müller (ESO)
آن‌ها همچنین توانستند از این سیاره به‌طور مستقیم تصویربرداری کنند و دریافتند که به‌نظر می‌رسد سیاره مراحل پایانی شکل‌گیری خود را می‌گذراند. این تیم همچنین شماری از «نقاط داغ» درخشان را که هابل برای دیدن آن‌ها ارتقا یافته است، در طیف فرابنفش مشاهده کرد. پژوهشگران گمان می‌کنند که این نقاط داغ ناشی از مواد داغی است که از خطوط میدان مغناطیسی که میان جو سیاره و قرص پیراستاره‌ای کشیده شده‌اند، به سطح سیاره فرومی‌ریزند.
ژو خاطرنشان کرد: «هنگامی که این ماده ستون‌های امتداد یافته از قرص پیراستاره‌ای به داخل سیاره را دنبال می‌کند، باعث ایجاد نقاط داغ محلی می‌شود. این نقاط داغ می‌توانند حداقل ۱۰ برابر از دمای کره‌ی زمین گرم‌تر باشند.»
هابل تا کنون بیش از ۴۰۰۰ سیاره‌ی فراخورشیدی مشاهده کرده است. از این میان حدود ۱۵ نمونه به‌طور مستقیم تصویربرداری شده‌اند. اگرچه بیشتر این ۱۵ سیاره‌ی فراخورشیدی با توجه به فاصله‌ی بسیار دور، در عکس‌ها مانند نقطه به‌نظر می‌رسند.
سیاره‌ی PDS 70b
Credit: MAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI)
«براندن بولر» (Brendan Bowler) دیگر نویسنده‌ی این مقاله از دانشگاه آستین تگزاس گفت: «ما درباره‌ی چگونگی رشد سیارات غول‌پیکر اطلاعات زیادی نداریم. این سامانه‌ی سیاره‌ای نخستین فرصت را به ما می‌دهد تا شاهد فروریختن مواد به درون یک سیاره باشیم و نتایج این یافته‌ها زمینه‌ی پژوهش‌های تازه را فراهم می‌کند.»
با وجود این کشف، پژوهشگران خاطرنشان می‌کنند که این مشاهدات تصویر کاملی از PDS 70b نیست و همچنان داده‌های بیشتری برای تأیید میزان رشد جرم و کاوش دقیق‌تر این سیاره لازم است. مطالعه‌ی بیشتر PDS 70b می‌تواند به روشن شدن چگونگی شکل‌گیری سیارات غول‌پیکر گازی مشابه کمک کند.
بولر تأکید کرد: «۳۱ سال پس از آغاز کار هابل، ما هنوز در حال یافتن راه‌های تازه‌ای برای استفاده از آن هستیم. با کمک مشاهدات آینده و در صورت داشتن نرخ مشخص، می‌توانیم دریابیم که بیشتر گاز و گردوغبار سیاره چه زمانی به سطح آن می‌ریزد.»
در این مطالعه پژوهشگران ضمن بررسی سیاره، از تکنیک جدیدی استفاده کردند که معتقدند «مسیر تحقیقات بیشتر بر روی سیاره‌های فراخورشیدی به‌ویژه در هنگام شکل‌گیری آن‌ها را هموار می‌کند.» در این روش، ژو تابش خیره‌کننده‌ی ناشی از ستاره را در سیستم PDS 70b حذف کرد.
تابش خیره‌کننده‌ی نور ستاره می‌تواند برای دانشمندانی که در حال مطالعه‌ی اجرام دور مانند این سیاره هستند، یک چالش بزرگ باشد و به همین دلیل آن‌ها اغلب در مطالعه‌ی سیاره‌های فراخورشیدی نزدیک به ستارگان میزبان با مشکل مواجه می‌شوند. این تیم با تکنیک تازه، نه تنها نگاه دقیق‌تری به این سیاره داشت، بلکه راه را برای مطالعه‌ی سیاره‌های نزدیک‌تر به ستاره‌ی میزبان در آینده، هموار کرد.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از شکل‌گیری سیاره‌ی فراخورشیدی PDS 70b
Credit: NASA, ESA, STScI, Joseph Olmsted (STScI)
منبع: Space
