بیگ بنگ: همانطور که می‌دانیم، آب مایع حیات است. با این حال، دانشمندان درباره‌ی چگونگی رسیدن آن به زمین اتفاق نظر ندارند. اما با رصد نحوۀ شکل‌گیری سیارات فراخورشیدی سنگی که به دور ستاره‌های خود می‌چرخند، می‌توانند اطلاعات بیشتری کسب کنند.

به گزارش بیگ بنگ، ابزار فروسرخ میانی تلسکوپ جیمز وب بتازگی بخار آب را در دیسک داخلی سامانه ستاره‌ای PDS 70 شناسایی کرد. این منظومه که در حال شکل‌گیری است 370 سال نوری با زمین فاصله دارد و میزبان دیسک‌های گاز و غبار داخلی و خارجی است که با شکافی در حدود 8 میلیارد کیلومتر از هم جدا شده‌اند، در داخل این شکاف، دو سیاره‌ی بزرگ گازی قرار دارد.

دانشمندان بتازگی در فاصله‌های کمتر از 160 میلیون کیلومتر از این ستاره – منطقه‌ای که احتمالا سیارات سنگی و شبیه زمین در حال شکل‌گیری هستند – اثراتی از بخار آب، شناسایی کردند. (زمین در فاصله‌ی 150 میلیون کیلومتری به دور خورشید می‌چرخد.) این نخستین کشف آب در این منطقه از یک دیسک ستاره‌ای است که میزبان دو یا چند پیش‌سیاره می‌باشد.

ما آب را در دیسک‌های دیگر نیز کشف کرده‌ایم، اما آنها چندان نزدیک نیستند و در سامانه‌ای قرار دارند که سیارات در حال شکل‌گیری هستند. “جولیا پروتی” نویسنده اصلی موسسه نجوم ماکس پلانک در هایدلبرگ آلمان گفت: «ما نمی‌توانستیم چنین اندازه‌گیری را قبل از جیمز وب انجام دهیم.»

“توماس هنینگ” یکی از نویسندگان مقاله افزود: «این کشف بسیار هیجان‌انگیز است، زیرا منطقه‌ای را که معمولاً سیارات سنگی مشابه زمین تشکیل می‌شوند، بررسی می‌کند.»

یک محیط بخاری برای تشکیل سیارات

منظومۀ PDS 70 یک ستاره از نوع K و سردتر از خورشید ما است و برآورد می‌شود که 5.4 میلیون سال سن داشته باشد. این سن برای ستارگان با دیسک‌های سیاره‌ساز نسبتاً زیاد است و کشف بخار آب در این منظومه به پدیده‌ای شگفت‌انگیز تبدیل شده است.

با گذشت زمان، محتوای گاز و غبار دیسک‌های سیاره‌ساز کاهش می‌یابد. یا بادها و تابش ستاره مرکزی چنین موادی را بیرون می‌راند، یا غبار به اجرام بزرگ‌تری تبدیل می‌شود که در نهایت سیاره‌ها را تشکیل می‌دهند. از آنجایی که مطالعات قبلی نتوانستند آب را در نواحی مرکزی دیسک‌های قدیمی تشخیص دهند، ستاره‌شناسان مشکوک شدند که ممکن است آب در برابر تشعشعات شدید ستاره‌ای دوام نیاورد و در نتیجه منجر به ایجاد یک محیط خشک برای تشکیل سیارات سنگی شود.

دانشمندان هنوز هیچ سیاره‌ای را شناسایی نکرده‌اند که در قرص داخلی PDS 70 شکل بگیرد. با این حال، محققان مواد خام برای شکل‌گیری سیارات سنگی را به شکل “سیلیکات” دیده‌اند. تشخیص بخار آب به این معنی است که اگر سیارات سنگی در آنجا تشکیل شوند، از همان ابتدا آب خواهند داشت.

منشاء این آب چیست؟

این کشف این سوال را مطرح می‌کند که آب از کجا آمده است. تیم دانشمندان دو سناریوی مختلف را برای این یافته توضیح دادند.

یکی از احتمالات این است که مولکول‌های آب در جایی که اتم‌های هیدروژن و اکسیژن با هم ترکیب می‌شوند (در جایی که ما آنها را شناسایی می‌کنیم) تشکیل می‌شوند. احتمال دوم این است که ذرات غبار پوشیده از یخ از دیسک خارجی خنک به دیسک داخلی داغ منتقل می‌شوند، جایی که یخ آب تصعید شده و به بخار تبدیل می‌شود. چنین سیستمی برای انتقال شگفت‌آور خواهد بود، زیرا غبار باید از شکاف بزرگی که توسط دو سیاره‌ی غول‌پیکر ایجاد شده، عبور کند.

سوال دیگری که این کشف مطرح کرده این است که چگونه آب می‌تواند تا این حد نزدیک به ستاره دوام بیاورد، در حالی که نور فرابنفش ستاره باید تک تک مولکول‌های آب را از هم جدا کند. به احتمال زیاد، مواد اطراف مانند غبار و سایر مولکول‌های آب، به عنوان یک سپر محافظ عمل می‌کنند. در نتیجه، آب شناسایی شده در قرص داخلی PDS 70 می‌تواند از نابودی جان سالم به در ببرد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature منتشر شده است.

ترجمه: سحر  الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: NASA