رصد أول "كوكب رضيع".. اكتشاف تاريخي يحل لغزاً معقداً

في اكتشاف تاريخي يحل لغزا دام عقودا، تمكن فريق دولي من العلماء من التقاط أول دليل مباشر على وجود "كوكب رضيع" وهو ينحت فجوات عملاقة في القرص الغباري المحيط بنجم حديث الولادة.

ولم يسبق لعلماء الفلك أن شاهدوا شيئا كهذا من قبل، وفق ما نقله موقع "ساينس ألرت".

وينهي الكوكب الذي أطلق عليه اسم WISPIT-2b، جدلا علميا طويلا ويؤكد أخيرا ما كان مجرد نظرية، مفتتحا بذلك عصرا جديدا في فهمنا لكيفية ولادة الكواكب.

كما يكتسب اكتشاف الكوكب الخارجي WISPIT-2b، أهمية استثنائية كونه يؤكد أخيرا نظريات طويلة الأمد حول كيفية تشكل الكواكب الرضيعة ونموها.

من جانبه، قال عالم الفلك ليرد كلوز من جامعة أريزونا: "كتبت العشرات من الأوراق النظرية التي تناقش كيف أن هذه الفجوات المرصودة في الأقراص ناجمة عن كواكب أولية، لكن لم يتمكن أحد من العثور على دليل قاطع حتى اليوم. لقد كان الأمر مصدر جدل حقيقي في الأوساط العلمية والأدبيات الفلكية: وجود هذه الفجوات العميقة مع عجزنا عن رصد الكواكب الخافتة الكامنة فيها. وقد شكك كثيرون في قدرة الكواكب الأولية على تشكيل هذه الفجوات، لكننا نعرف الآن، وبشكل قاطع، أنها تستطيع ذلك".

ولفهم أهمية هذا الاكتشاف، يجب استيعاب عملية ولادة النجوم والكواكب المعقدة، حيث تبدأ العملية عندما تنضغط منطقة داخل سحابة جزيئية باردة بما فيه الكفاية لتنهار عقدة كثيفة هائلة تحت تأثير جاذبيتها الخاصة، مشكلة بذرة نجم أولي. ومع دوران هذه البذرة، يدفع الزخم الزاوي (مقدار دوران الجسم حول نفسه أو حول نقطة معينة) المواد من السحابة المحيطة إلى التسطح إلى قرص دوار يغذي النجم الأولي النامي.

وفي مرحلة لاحقة، يصبح النجم الأولي ضخما كفاية لترتفع درجة الحرارة والضغط في نواته إلى مستوى يشتعل عنده الاندماج النووي. وفي الوقت ذاته، تدفع الرياح النجمية بقية القرص الداخلي بعيدا، خارج نطاق السيطرة الجاذبية القوية للنجم. ويستمر ما تبقى من ذلك القرص في الدوران، حيث تبدأ المواد بالالتصاق والتكتل معا لتشكل في النهاية الكواكب والكويكبات والمذنبات.

وأثناء هذه المرحلة من التكتل، تنفتح فجوات في القرص الكوكبي الأولي، نراها من على بعد كحلقات مظلمة حول النجم.

وقد التقطت أدوات مثل مصفوفة أتاكاما المليمترية/دون المليمترية الكبيرة (ALMA) صورا عديدة لهذه الأقراص والفجوات فيها. في حين أن رصد الكواكب نفسها وهي تقوم بهذا النحت كان مهمة أعقد بكثير، وذلك بسبب صغر حجمها وضعف ضوئها مقارنة بالنجم الساطع. وجاء الحل من خلال فهم أن الكواكب أثناء تكونها تكون غنية بغاز الهيدروجين الساخن الذي يبعث ضوءا مميزا يعرف بإنبعاث H-ألفا.

أما للكشف عن هذه البصمة المحددة داخل فجوات الأقراص الكوكبية الأولية، فصمم فريق دولي من العلماء أداة MagAO-X، وهي نظام بصريات تكيفية متطورة مثبتة على تلسكوب ماجلان في تشيلي، ومصممة خصيصا لهذا الغرض.

وفي السياق، شرح كلوز الآلية قائلا: "عندما تتشكل الكواكب وتنمو، فإنها تلتهم غاز الهيدروجين من محيطها المباشر. وعندما يندفع هذا الغاز ليسقط على الكوكب النامي، مثل شلال هائل من الفضاء الخارجي، يصطدم بالسطح مكونا بلازما حارة جدا، والتي بدورها تشع هذا الضوء المميز، H-ألفا. ونظام MagAO-X مصمم خصيصا للبحث عن غاز الهيدروجين وهو يسقط على هذه الكواكب الأولية الصغيرة، وهكذا نستطيع اكتشافها".

يبعد عنا 434 سنة ضوئية

في حين أوضح العلماء أن النجم المضيف، TYC-5709-354-1 (المعروف الآن أيضا باسم WISPIT-2)، هو نجم رضيع يشبه الشمس ويبعد عنا نحو 434 سنة ضوئية. وأظهرت الملاحظات السابقة وجود قرص كبير حوله مع فجوة وصفها العلماء بأنها "ضخمة بشكل مذهل".

وبالجمع بين بيانات MagAO-X وملاحظات في الأشعة تحت الحمراء القريبة أخذت باستخدام التلسكوب الكبير جدا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO)، تمكن العلماء من تحديد بعض الخصائص الأساسية لهذا النظام الذي ما يزال في طور التكوين.

فقد أكدوا أن الكوكب الأولي، WISPIT-2b، وهو عملاق غازي تبلغ كتلته نحو 5 أضعاف كتلة المشتري، يجلس بشكل واضح في وسط تلك الفجوة "المذهلة"، على بعد 54 وحدة فلكية من نجمه (الوحدة الفلكية هي متوسط المسافة بين الأرض والشمس)، ما يجعل هذا الكوكب الصغير بعيدا جدا عن نجمه الأم.

"شمس رضيعة"

ويمنح هذا الاكتشاف المذهل لمحة نادرة عن كيف ربما بدا نظامنا الشمسي وهو يتشكل حول "شمس رضيعة".

يذكر أن النتائج نشرت في ورقتين بحثيتين منفصلتين في مجلة The Astrophysical Journal Letters.