چگونه می‌توان یک ستاره را برای یافتن اثر انگشت گردگیری کرد؟ این سؤالی عجیب به نظر می‌رسد، اما گروهی از پژوهشگران معتقدند که پاسخی برای آن دارند. یافته‌های آن‌ها می‌تواند به ما در درک بهتر چگونگی تولد سیارات کمک کند.
به عنوان دانشمندان جنایی کیهانی، ستاره‌شناسان از آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA) که در بیابان شمال شیلی قرار دارد، برای بررسی قرص گاز و غبار اطراف یک ستاره نوزاد استفاده کردند. این گروه تحقیقاتی توانستند با استفاده از این غبار، یک “اثر انگشت” سه‌بعدی از ساختار میدان مغناطیسی اطراف ستاره HD 142527، که در فاصله حدود ۵۱۲ سال نوری در صورت فلکی گرگ (Lupus) قرار دارد، بازسازی کنند.
این نخستین باری است که چنین بازسازی‌ای برای یک “قرص پیش‌سیاره‌ای” امکان‌پذیر شده است.
“میدان‌های مغناطیسی در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای اطراف ستارگان جوان نقش مهمی در تکامل قرص و شکل‌گیری سیارات دارند.” پژوهشگران در مقاله جدید خود درباره این نتایج نوشتند:
“اندازه‌گیری تابش گرمایی قطبی‌شده از دانه‌های غباری که در راستای میدان مغناطیسی هم‌تراز شده‌اند، روشی قابل‌اطمینان برای ردیابی میدان‌های مغناطیسی است. با این حال، مشاهده میدان‌های مغناطیسی از طریق قطبش غبار در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای دشوار بوده است، زیرا مکانیزم‌های دیگر قطبش که شامل دانه‌های غباری بزرگ‌شده می‌شوند، اثربخش‌تر هستند.”
چگونه ستارگان، سیارات را در اطراف خود پرورش می‌دهند؟
ستارگان نوزاد، یا “پروتواستارها”، زمانی شکل می‌گیرند که نواحی بسیار متراکم و سرد در میان ابرهای عظیم گاز و غبار میان‌ستاره‌ای، آن‌قدر رشد می‌کنند که تحت تأثیر نیروی گرانش خود فرو می‌ریزند. این پروتواستارها همچنان از پیله گازی و غباری پیش از تولد خود ماده جذب می‌کنند تا زمانی که فشار و دمای هسته‌شان به حدی برسد که همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم را آغاز کند. این فرایندی است که یک ستاره را وارد “دنباله اصلی” می‌کند؛ مشابه خورشید که این مرحله را حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش پشت سر گذاشت.
این ستاره جوان خاص، همچنان توسط باقیمانده‌های پیله گازی و غباری‌اش احاطه شده است که به شکل یک قرص پیش‌سیاره‌ای چرخان درآمده است. تصور می‌شود که سیارات در شرایط متلاطم این قرص‌ها، زمانی که دانه‌های غبار با یکدیگر برخورد کرده و به هم می‌چسبند، شکل می‌گیرند و به تدریج توده‌های بزرگ‌تری از ماده را تشکیل می‌دهند.
نقش کلیدی مغناطیس در زایش سیارات: بررسی تأثیرات و فرآیندها
اگرچه نیروها و تأثیرات زیادی در فرایند شکل‌گیری سیارات نقش دارند، یکی از مهم‌ترین آن‌ها مغناطیس است. این موضوع اهمیت درک میدان‌های مغناطیسی را دوچندان می‌کند، اما تا کنون دانشمندان قادر به اندازه‌گیری آن‌ها در این قرص‌های پیش‌سیاره‌ای نبوده‌اند.
رصدخانه ALMA توانست با اندازه‌گیری قطبش دانه‌های غباری در قرص پیش‌سیاره‌ای HD 142527، برای اولین بار میدان مغناطیسی این ساختار را ثبت کند. درست مانند براده‌های آهن که در حضور یک آهنربا در امتداد خطوط میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند، دانه‌های غبار در این ابر سیاره‌ساز نیز با خطوط میدان مغناطیسی هم‌راستا شده‌اند.
گروه پژوهشی این تحقیق نظریه‌ای ارائه داده است که بر اساس آن، میدان‌های مغناطیسی استنباط‌شده از ساختار سه‌بعدی دانه‌های غبار، می‌توانند باعث آشفتگی‌های شدید در قرص پیش‌سیاره‌ای شوند. با در دست داشتن این روش برای “گردگیری اثر انگشت” در اطراف ستارگان جوان، پژوهشگران قصد دارند آن را برای بررسی دیگر اجرام ستاره‌ای نیز به کار گیرند. آن‌ها همچنین امیدوارند که این روش را در مناطق نزدیک‌تر به ستارگان، یعنی در قلب این ساختارها، آزمایش کنند.
این مطالعات می‌تواند تصویر دقیق‌تری از شرایطی که سیارات در آن متولد می‌شوند، در اختیار دانشمندان قرار دهد.
