پژوهش جدیدی موفق شده است تصویری از یک سیاره جوان در حال شکلگیری، یعنی یک «پروتوسیاره» را در شکاف حلقهای اطراف سامانه ستارهای WISPIT 2 ثبت کند. این پروتوسیاره تنها حدود ۵ میلیون سال سن دارد، اما در همین سن کم، جرمی حدود پنج برابر سیاره مشتری دارد. این کشف یکی از مهمترین شواهد مستقیم برای درک نحوه شکلگیری سیارات در اطراف ستارگان جوان به شمار میرود.
زمانی که یک ستاره جدید در حال شکلگیری است، معمولاً توسط یک دیسک عظیم از گاز و غبار احاطه میشود که به آن «دیسک پیشسیارهای» گفته میشود. این دیسکها محیط اصلی شکلگیری سیارات هستند. در سالهای اخیر، اخترشناسان در این دیسکها الگوهای حلقهای و شکافهایی را مشاهده کردهاند. این شکافها مناطقی هستند که در آنها چگالی گاز و غبار کمتر از سایر بخشهای دیسک است و به صورت نوارهای تاریک یا کمنور دیده میشوند.
دانشمندان نظریهای مطرح کرده بودند مبنی بر اینکه این شکافهای حلقهای ممکن است توسط سیارات جوانی ایجاد شوند که در حال شکلگیری هستند. بر اساس این نظریه، این سیارات با نیروی گرانشی خود گاز و غبار اطراف را جذب میکنند و به این ترتیب مسیرهایی در دیسک ایجاد میشود که به شکل حلقههای خالی یا کمچگال دیده میشوند. با این حال، تا پیش از این کشف، شواهد مستقیمی برای تأیید این فرضیه وجود نداشت.
اکنون برای نخستین بار، دانشمندان موفق شدهاند مدرکی مستقیم در حمایت از این نظریه پیدا کنند. این کشف میتواند یکی از نقاط عطف مهم در درک فرآیند شکلگیری سیارات در کیهان باشد.
این کشف توسط تیمی به رهبری لایرد کلوز (Laird Close)، اخترشناس دانشگاه آریزونا، و همچنین ریشل فن کاپلوین (Richelle van Capelleveen)، دانشجوی تحصیلات تکمیلی رشته اخترشناسی در رصدخانه لیدن در هلند انجام شده است. این پژوهش ابتدا با استفاده از ابزار VLT-SPHERE که مخفف Very Large Telescope – Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch است، موفق به شناسایی ستاره WISPIT 2 و ساختار حلقهای اطراف آن شد.
پس از این کشف اولیه، پژوهشگران برای بررسی دقیقتر از ابزار پیشرفته دیگری به نام Mag AO-X استفاده کردند که بخشی از سیستم اپتیک تطبیقی تلسکوپ ماژلان است. این ابزار توانایی اصلاح اثرات تلاطم جو زمین را دارد و به دانشمندان اجازه میدهد تصاویر بسیار واضحتری از اجرام دوردست ثبت کنند. با استفاده از این سیستم، آنها موفق شدند سیاره جوان WISPIT 2b را در نور H-alpha مشاهده کنند. نور H-alpha نوعی تابش خاص است که معمولاً در مناطق فعال و در حال شکلگیری ستارهها و سیارات دیده میشود و به دانشمندان کمک میکند فرآیندهای فیزیکی در حال وقوع را بهتر بررسی کنند.
علاوه بر این، پژوهشگران از نور فروسرخ نیز برای بررسی این سیاره استفاده کردند. این مشاهدات با کمک ابزار LMIRcam انجام شد که بخشی از دستگاه تداخلسنج تلسکوپ دوچشمی بزرگ (LBTI) در تلسکوپ دوچشمی بزرگ دانشگاه آریزونا است. استفاده از نور فروسرخ اهمیت زیادی دارد، زیرا این طول موجها میتوانند از میان غبار عبور کنند و جزئیات بیشتری از اجرام سرد و جوان را آشکار کنند.
در تصویری که از این سیستم ثبت شده است، سیاره WISPIT 2b به صورت یک نقطه کوچک به رنگ بنفش در سمت راست ستاره اصلی WISPIT 2 دیده میشود. این تصویر یکی از معدود نمونههایی است که در آن یک سیاره در حال شکلگیری درون شکافهای دیسک پیشسیارهای بهطور مستقیم مشاهده شده است.
نکته جالب دیگر این است که پژوهشگران علاوه بر کشف این سیاره، موفق به شناسایی یک نامزد سیارهای دیگر نیز شدهاند. این جرم احتمالی در یکی دیگر از شکافهای تاریک و حلقهای نزدیکتر به ستاره WISPIT 2 قرار دارد. در حال حاضر این جرم هنوز به طور کامل تأیید نشده است، اما تحقیقات آینده احتمالاً به بررسی دقیقتر آن خواهند پرداخت و مشخص خواهد شد که آیا واقعاً یک سیاره در حال شکلگیری است یا خیر.
این کشف اهمیت زیادی دارد، زیرا میتواند به دانشمندان کمک کند تا بهتر بفهمند سیارات چگونه در مراحل اولیه شکلگیری منظومههای ستارهای به وجود میآیند. وجود سیارهای مانند WISPIT 2b که در حال حاضر تنها حدود ۵ میلیون سال سن دارد، نشان میدهد که فرآیند شکلگیری سیارات میتواند بسیار سریعتر از آن چیزی باشد که پیشتر تصور میشد. همچنین جرم بسیار بالای این سیاره، یعنی حدود پنج برابر جرم مشتری، نشان میدهد که برخی سیارات در مراحل اولیه میتوانند به سرعت رشد کنند و به اجرام بسیار عظیم تبدیل شوند.
نتایج این پژوهش در تاریخ ۲۶ آگوست در مجله علمی Astrophysical Journal Letters منتشر شده است. انتشار این یافتهها در یکی از مجلات معتبر علمی نشاندهنده اهمیت بالای این کشف در جامعه اخترشناسی است.
در مجموع، مشاهده مستقیم WISPIT 2b نه تنها یک دستاورد مهم در زمینه تصویربرداری نجومی محسوب میشود، بلکه شواهد قوی برای تأیید نظریههای مربوط به شکلگیری سیارات در دیسکهای پیشسیارهای ارائه میدهد. این کشف همچنین مسیر جدیدی برای تحقیقات آینده باز میکند تا دانشمندان بتوانند با دقت بیشتری روند شکلگیری سیارات و ساختار منظومههای ستارهای جوان را مطالعه کنند.
