باستخدام أدوات جديدة ، يقوم الفلكيون بملء جميع القطع التي تساعد على تفسير كيفية تشكل الكواكب من أقراص ممتدة من الغاز والغبار حول النجوم حديثة الولادة. لكن علماء الفلك وجدوا قرصًا كوكبيًا أوليًا يرفض النمو. يبلغ عمرها 25 مليون عام ، ولم يتم الانتقال بعد لتشكيل الكواكب. لي هارتمان مع مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، والمؤلف الرئيسي على الورق الذي أعلن عن الاكتشاف.
الاستماع إلى المقابلة: قرص كوكبي يرفض النمو (6 MB)
أو اشترك في البودكاست: universetoday.com/audio.xml
فريزر كين: لقد وجدت أقدم قرص كوكبي. هل يمكنك أن تعطيني فكرة عن مدى غرابة هذا؟
Lee Hartmann: هذا عن أقدم قرص كوكبي أو كوكبي أولي. أقدم ما وجدناه من قبل كان شيئًا مثل 10 مليون سنة ، لذا فإن هذا عمره من 2 إلى 2.5 مرة مثل أي شيء وجدناه من قبل.
فريزر: هل كانت مفاجأة كبيرة للعثور على شيء قديم؟
هارتمان: نعم ، يبدو أن نصف أو أكثر من النجوم لديها نوع من القرص المغبر الممتد بشيء من شأنه أن يصنع الكواكب. في سن حوالي مليون سنة أو نحو ذلك. وبعد 10 ملايين سنة أو نحو ذلك ، تنخفض إلى 10٪ من كل النجوم أو ربما أقل من ذلك. لذا ، كان العثور على هذا الشيء مرتين في العمر أمرًا رائعًا حقًا. اعتقدنا أنه بحلول 20 مليون سنة ، سنكون في الواقع منخفضًا تمامًا مقابل أي شيء لا يزال لديه غبار حوله يشبه إلى حد كبير قرص كوكبي.
فريزر: ما الذي يمكن أن يحافظ على استقرار القرص لفترة طويلة؟
هارتمان: ليس واضحًا حقًا. النظام المركزي في هذه الحالة هو في الواقع نجم ثنائي وثيق وبالتالي من الممكن - على عكس نجم واحد في نظامنا الشمسي - هناك نوعان من النجوم ذات الكتلة المتساوية تقريبًا تدوران في مدار قريب جدًا وعلى الرغم من وجود شيء بحجم مكان ما بين مدار عطارد ومدار فينوس ؛ شيء بهذا الحجم. يمكن أن يكون ذلك نوعًا من تحريك الأشياء لأن كل نجم له جاذبيته الخاصة ، وبينما يتحركون حولهم ، يمكن أن يكونوا يمزقون القرص ويثيرون الجسيمات. ما نعتقد أنه يحدث لصنع الكواكب هو أن الغبار والأرانب الصغيرة من الغبار تلتصق إلكتروستاتيًا في كتل صغيرة صغيرة ثم تنمو أكبر وأكبر. وتصنع الصخور ، ثم تصنع أشياء تشبه الكويكبات ، وأخيرًا الكواكب. ومرحلة تشكيل الكوكب هي ما يزيل كل هذا الغبار. ولذا يعتقد أن هذه العملية حساسة للغاية وتستقر الأمور نوعًا ما على مدى آلاف السنين إلى ملايين السنين. من الممكن أنه إذا قمت بتحريكها قليلاً ، مع إبقاء الجسيم معلقًا ، فلن يلتصقوا جيدًا حقًا ولا يمرون ببقية عملية تكوين الكواكب مثل معظم النجوم الأخرى.
فريزر: ما مدى شيوع مثل هذا الشيء؟ بما أن هذا هو أقدم واحد تم العثور عليه ، هل تعتقد أن هناك آخرين قريبين ، أم أن هذا مجرد صدفة كاملة؟
هارتمان: من الصعب أن نتخيل وجود واحد فقط من هذه الأشياء في المجرة ، ناهيك عن الكون بأكمله. ولكن ، يجب أن يكون هذا حدثًا نادرًا جدًا بقدر ما يمكننا أن نقول. يمكننا أن نرى مجموعات كبيرة من النجوم يبلغ عمرها 30 مليون سنة ، و 50 مليون سنة ، و 100 مليون سنة ، ولم يعثروا على أي شيء مثل هذا في عدة مئات أو حتى آلاف النجوم في المجموع. من المحتمل أنه 1 في 1000 ، أو شيء من هذا القبيل. هذا نوع مما أعتقد ، ولكن من الصعب معرفة ذلك. لم ننظر بعناية كافية في هذه الأشياء. لم نتمكن من ذلك حتى وقت قريب جدًا. يمتلك تلسكوب سبيتزر الفضائي حساسية أكثر بكثير من أي شيء آخر تمكنا من القيام به من قبل. لقد جعلت من عوامل مئات الآلاف من المرات قدرتنا على اكتشاف مصادر باهتة مثل هذا الشيء. نحن نتخذ فقط خطوات الطفل الأولى لاستكشاف ما هو موجود في منطقتنا. مع تلسكوب سبيتزر ، بدأوا في النظر إلى بعض هذه التجمعات الأخرى ، وهم يؤكدون أن ضعف عمر هذا النظام ، أقل من 1 في 1000 هو من هذا القبيل. إنه نظام فريد إلى حد ما. لا بد أننا وقعنا في بعض الظروف الخاصة.
فريزر: هل تعتقد أنها يمكن أن تستمر لملايين وملايين السنين. هل لا يزال هذا في سن مبكرة لذلك؟
هارتمان: هذا شيء لا نفهمه جيدًا. وأحد أسباب دراسة هذه الأنواع من الأنظمة هو أننا بالفعل بحاجة إلى الكثير من المساعدة في فهم فيزياء هذا. فيزياء كيفية تشكل الكواكب من أرانب الغبار في الأساس. إنها عملية معقدة للغاية ، وهناك جميع أنواع الأشياء التي لا نفهمها تمامًا أننا نحتاج حقًا لإجراء المزيد من الاستطلاعات لهذه الأشياء. لا أعرف حقًا ما الذي سيحدث مع هذا النظام. رأيي الخاص هو أنه ربما لن يستمر ويتخثر في الكواكب إذا لم يكن قد قام بذلك بالفعل. تقترح النظرية أن هناك نوعًا من العتبة التي يجب عليك تلبيتها. يجب أن يكون لديك ما يكفي من الأشياء لتحقيق ذلك ، للتغلب على حدبة صنع أجسام أكبر والتي يمكنها بعد ذلك مسح جميع الغبار الأصغر ومسح القرص. إذا لم تصل إلى هذا الحد ، فقد لا تصنع أي كواكب. أظن أنها قد تتأرجح ، وبعض حبيبات الغبار إما أن تنفجر أو تلتف ببطء في النجم وهذا هو نهاية الأمر ، لكننا لا نفهم ذلك حقًا.
فريزر: هل شوهدت أقراص تشكيل الكوكب حول الأنظمة الثنائية من قبل؟
هارتمان: نعم ، إذا كان بإمكاني التأهل فقط للقول أننا نفترض أن هذه الأقراص تصنع الكواكب. لم يكن لدينا حقًا المسدس الكامل لنقول أن هذه الأقراص المتربة تصنع الكواكب. أعتقد أنه احتمال كبير جدًا لأننا نرى كل هذا الغبار الموزع حول النجوم الصغيرة جدًا ثم ذهب كل شيء. نحن نعلم أنه يجب علينا تجلط كل الغبار والحصول على الأشياء الصغيرة ووضعها في أشياء كبيرة لصنع الكواكب. إذن هذا هو الافتراض الذي نتخذه ، لكنني أردت فقط أن أقول إننا لم نربط النقاط بالفعل بشأن هذه المشكلة.
فريزر: حسنًا ، هل شوهدت الأقراص حول الأنظمة الثنائية مثل هذا؟
هارتمان: نعم ، لقد فعلوا ذلك. هذه المشكلة هي أنه في الأساس ، لا يمكنك الحصول على القرص بنفس حجم المدار الثنائي. سوف يبتلع النجم الآخر كل الغبار ، أو يتبخره ، أو يفجره. من ناحية أخرى ، إذا كان لديك ثنائي عريض جدًا ، إذا كان لديك شيء يكون فيه النجم الآخر بعيدًا جدًا ، يمكنك الحصول على قرص جيد داخل هذا الثنائي ولا يدري أن هناك نجمًا آخر يدور حوله. نحن ندور حول الشمس ، والمشتري موجود في العديد من الوحدات الفلكية ، وهذا لا يؤدي إلا إلى اضطرابات صغيرة في مدار الأرض. وبالمثل ، يمكن أن يكون لديك نظام يكون فيه النجمان متقاربين نسبيًا ويكون القرص خارج المنطقة النائية. وهكذا ، على هذا القرص ، يبدو أن هناك نجمة واحدة تقريبًا. الأمر ليس كذلك تمامًا لأن النجمين يدوران حوله ، لذا فإن الجاذبية تعمل على تحريكه قليلاً. لكنها ليست بعيدة عن مجرد وجود شيء واحد. لذا طالما أن القرص إما أكبر بكثير من الثنائي أو أصغر من الثنائي ، فأنت بخير. إذا كان القرص أكبر بكثير من الثنائي ، على الرغم من ذلك ، يمكن أن يكون ضعيفًا جدًا ، ومنتشرًا لدرجة أنه لا يتخثر بشكل فعال في الكواكب. هذا شيء نتوقع نوعًا ما ، لكن هذا ليس شيئًا يمكننا إثباته بعد الملاحظة.
فريزر: هل لديك بعض المتابعة للملاحظات المخطط لها لهذا؟
هارتمان: ما أعتقد أننا نرغب في تجربته ونفعله هو الحصول على مشاهدات أطول من الطول الموجي لنرى أين ينتهي القرص ، لأنه في هذه المجموعة من الملاحظات ، نقول بشكل أساسي أن هناك قرصًا ، لكننا لا نعرف كيف إنها كبيرة. السؤال هو ، هل هناك أي شيء خارج هذا النظام يمكن أن يزعج القرص أيضًا. قد يكون نظامًا ثلاثيًا لكل ما نعرفه ، مع رفيق أوسع بكثير ذو كتلة منخفضة ولم نره. ويمكن أن يؤدي ذلك بالفعل إلى تحريكه ومنع القرص من ترك الكواكب تتخثر ، على الأقل. ثم الشيء الآخر الذي نحاول القيام به ، هو أننا نحاول التعرف على أنظمة أخرى مثل هذا عمرها 20 مليون سنة ، 30 مليون سنة. إذا تمكنا من العثور على المزيد من هذه الأشياء ، لمجرد معرفة مدى شيوعها ، وما إذا كانت جميعها ثنائيات ، أو ما هو خاص بها مما يمكنها من الاستمرار لفترة طويلة. في الأساس ، ما نحاول القيام به هو رؤية العملية التي يتحول بها القرص إلى كواكب ، ولكن بالطبع يستغرق ذلك ملايين السنين ، لذلك لا يمكنك متابعة ذلك - على الأقل ، لا يمكنني متابعته. إنه مثل أخذ لقطة من السكان. لديك كبار السن والشباب والأطفال وما إلى ذلك. وتحاول أن تستنتج كيف ينتقل التطور من تجميع القطع المختلفة معًا. ومن ثم يكون بعض الناس أكبر أو أفضل في التغذية ، ولديهم ثقافة مختلفة أو أي شيء آخر ، وتحاول أن ترى التأثيرات المختلفة على السكان من تلك اللقطة. إن محاولة العثور على أنظمة أخرى مثل هذه هي طريقة لإجراء التجربة لمعرفة ما يحدث إذا كان لديك ثنائي أكبر بكثير ، أو ما يحدث إذا كانت نجمة كتلة مختلفة في المنتصف. لا يمكننا إجراء التجربة حقًا ، ولكن إذا وجدنا ما يكفي من أنواع مختلفة من الأشياء مثل هذه ، فإن الطبيعة قد قامت بالتجربة في أماكن مختلفة ، ونحتاج فقط إلى الخروج والنظر إليها.
تم الإعلان عن هذا الاكتشاف في الأصل في مجلة الفضاء في 19 يوليو 2005.
