مانند آنها، ستاره ما یک ستاره تنها بود که در حال تشکیل مجموعهای از سیارات و دیگر ستارگان بود و سایر ستارگان نیز همین کار را انجام میدادند. این همه حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش رخ داد، بنابراین باید به سیستمهای مشابه اطراف ستارگان نزدیک نگاه کنیم. اخیراً، ستارهشناسان از تلسکوپهای رادیویی و نوری برای مطالعه مجموعهای از آنچه بهعنوان “دیسکهای سیارهای دوتایی” نامیده میشود، استفاده کردهاند.
اینها مجموعههایی از مواد اطراف ستارگان دوتایی هستند که گاهی به آنها “دیسکهای پروتو-سیارهای” نیز گفته میشود. آنها به سیستمی به نام DF Tau توجه کردند زیرا ویژگیهای خاصی از خود نشان میدهد. شما ممکن است فکر کنید که دیسکهای سیارهای در این جفتها باید تقریباً مشابه باشند، چون از همان مواد خام بهعنوان ستارگان مادر خود تشکیل شدهاند. با این حال، آنها تفاوتهای شگفتانگیزی با یکدیگر نشان میدهند.
DF Tau و دیسکهای سیارهای دوتایی آن DF Tau
در فاصله بیش از ۴۰۰ سال نوری از ما در صورت فلکی ثور قرار دارد. این سیستم در یک ابر مولکولی غولپیکر واقع شده است که صدها ستاره نوزاد را در خود دارد. DF Tau دو ستاره نسبتاً جوان با جرمی مشابه است. آنها در یک رقص مداری ۴۸ ساله با یکدیگر در حال حرکت هستند و احتمالاً در همان ابر گاز و غبار شکل گرفتهاند. با این حال، دیسکهای آنها تفاوتهای واضحی از هم دارند.
ستاره اصلی و درخشانتر یک دیسک داخلی فعال دارد. ناحیه داخلی ستاره ثانویه بهنظر میرسد که تقریباً کاملاً از بین رفته باشد. این چه چیزی را درباره تشکیل و تکامل این مناطق و سیاراتشان (اگر داشته باشند) میگوید؟ طبق گفته دکتر تیلور کاترا از رصدخانه لوول و یکی از محققان این سیستم، این موضوع پیچیده است. کاترا میگوید: “توزیع دیسکهای اطراف ستارگان فرآیند پیچیدهای است که بسیاری از جنبههای ناشناخته دارد. با نگاه کردن به سیستمهایی که با هم شکل میگیرند، میتوانیم یک متغیر عمده را کنترل کنیم: زمان. DF Tau و دیگر سیستمها در این مطالعه به ما میگویند که تکامل دیسکها تنها تابع زمان نیست، فرآیندهای دیگری در حال انجام است.”
مکانیک دیسکها
دیسکهای سیارهای را مانند چرخهای غولپیکر در نظر بگیرید که در دل ابرهای مولکولی میچرخند. وقتی حرکت میکنند، مواد از دیسک جمع میشوند. این مواد تشکیل سیارهوارهها را میدهند و در نهایت سیارات را میسازند. فرآیند تشکیل سیاره در نهایت مواد موجود در دیسک را مصرف میکند. برای از بین رفتن این مواد زمان زیادی لازم نیست. هیچ چیزی از محل تولد دیسکهای اطراف ستاره خورشید خودمان باقی نمانده است، بنابراین باید به دنبال مثالهای دیگر باشیم تا درک بهتری از سیستم خودمان پیدا کنیم.
یافتن چنین دیسکهایی اطراف ستارگان دیگر یک نمایی از مهد سیارهای در مراحل ابتدایی تشکیل و تکامل است. یافتن یک جفت از این دیسکها بهعنوان یک سیستم دوتایی، فرصتی فوقالعاده برای درک پیچیدگیهای تشکیل سیاره در چنین جفتهایی است. واقعیت اینکه یکی از آنها تجربه از دست دادن ناحیه داخلی خود را داشته است، سوالات زیادی را به وجود میآورد.
چه چیزی باعث این پراکندگی شده است؟ آیا ممکن است این ناشی از تشکیل سیاره سریعتر در یکی از دیسکها باشد؟ آیا تشکیل سیاره در دیسک درخشانتر در حال انجام است؟ چه فرآیندهای دیگری میتوانند چنین عدم تعادلی را در این دو ساختار ایجاد کنند؟ کاترا و تیمی از ستارهشناسان از آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما در شیلی و همچنین مشاهدات نوری و مادون قرمز از دیگر رصدخانهها مانند رصدخانه کک برای مطالعه این جفت ستاره استفاده کردند. دادههای آنها باید به روشن کردن فرآیند تشکیل سیاره در دیسکهای جفتی کمک کند و تفاوتها را توضیح دهد.
یکی از احتمالات برای توضیح تفاوتها در پراکندگی، بررسی ویسکوزیتههای دیسکهای فردی است. احتمال دیگر این است که به دنبال وجود یک همراه زیرستارهای باشیم که شکافهایی در دیسک اطراف ستاره ثانویه ایجاد کند. همچنین ممکن است که ستارگان نوزاد بتوانند به شیوههای مختلف بر دیسکهای خود تأثیر بگذارند. در برخی سیستمها، آن ستارگان به سرعت دیسکهای خود را تبخیر میکنند
کارهای آینده مورد نیاز: پیشبینیها و مهارتهای کلیدی
DF Tau تنها سیستمی نبود که آنها مطالعه کردند. منابع زیادی دیگر در بررسی ALMA وجود دارند. این منابع به ستارهشناسان این امکان را میدهند که تکامل دیسکهای اطراف ستارگان را بهویژه در سیستمهای دوتایی بررسی کنند. سیستم DF Tau نیاز به مطالعه بیشتر دارد زیرا ستارهشناسان تازه در حال شروع به درک ویژگیهای آن هستند. زمانی که ستارهشناسان این فرآیندها را درک کنند، باید به ما کمک کند تا تشکیل سیاره در دیسکهای اطراف ستارگان را بهتر بفهمیم. زیرا تکامل آنها مستقیماً بر زمانبندی تشکیل سیارات تأثیر میگذارد.
ستارهشناسان به بررسی چگالی دیسکها، زمانبندی تغییرات در نواحی داخلی و خارجی آنها ادامه خواهند داد و اگر همهچیز خوب پیش برود، به جستجوی سیارات تازه شکلگرفته در آنجا و در سیستمهای دیگری که در آینده پیدا خواهند کرد، خواهند پرداخت. از آنجایی که همه ستارگان مانند خورشید بهصورت منفرد شکل نمیگیرند، بررسی بیشتر سیستمهای دوتایی به ما کمک خواهد کرد تا درک بهتری از تکامل ستارگان دوتایی و سیارات آنها پیدا کنیم.
