بیگ بنگ: ابری از غبار و گاز، به دور یک سامانهٔ ستاره‌ای بسیار جوان می‌چرخد که شبیه هیچکدام از دیسک‌های سیاره‌ای که تا کنون دیده‌ایم، نبوده است. این ابر سه حلقه دارد که دور سه ستاره پیچیده شده است. این سه ستاره در جهت‌های مختلفی قرار دارند و داخلی‌ترین حلقه با دو حلقهٔ دیگر بسیار متفاوت است.

به گزارش بیگ بنگ، این اولین مدرک مستقیم از نوعی ناهم‌ترازی با نام «گسستگی قرص» است که در طرح‌واره سازی‌ها پیش‌بینی شده و می‌تواند در طبیعت اتفاق بیافتد. اما با اینکه آرایه تلسکوپی آتاکاما جزئی‌ترین مشاهدات را تا به امروز از این سامانه انجام داده، هنوز مشخص نیست این پدیدهٔ گسستگی قرص چگونه اتفاق افتاده است.

سامانهٔ مورد نظر که GW Orionis نام دارد در فاصلهٔ 1300 سال نوری و در صورت فلکی شکارچی واقع شده است. این سامانه دو ستاره دارد که در مدار یکدیگر و در فاصلهٔ 1 واحد نجومی (فاصلهٔ میانگین میان زمین و خورشید) قرار دارند. ستارهٔ سوم این سامانه با مداری ناهم‌تراز در فاصلهٔ تقریبی 8 واحد نجومی به دور دو ستارهٔ قبلی می‌چرخد.

ابر غبار و گاز غول آسای پیش سیاره‌ای، این سه ستاره را احاطه کرده و حلقه‌ها در فواصل 46، 185 و 340 واحد نجومی از مرکز سامانه قرار دارند. حلقهٔ بیرونی بزرگترین حلقه‌ای است که ما تا کنون در یک سامانهٔ پیش سیاره‌ای دیده‌ایم. برای مقایسه، میانگین فاصلهٔ پلوتو با خورشید 5.39 واحد نجومی است.

“قرص‌های پیش سیاره‌ای” موادی هستند که موجب شکل‌گیری سیاره‌ها را در اطراف ستارگان می‌شوند. در آغاز لازم است ستاره در یک زایشگاه ستاره‌ای شکل بگیرد. توده‌ای از مواد در ابر ستاره‌ای فروپاشی گرانشی کرده و شروع به چرخیدن می‌کند. این مسئله باعث سرازیرشدن قرصی از گاز و غبار به سمت ستارهٔ در حال رشد می‌شود.

وقتی فرایند شکل‌گیری تمام شود، باقیماندهٔ مواد به شکل توده‌هایی درآمده و سپس به سیاره و دیگر اجرام آسمانی تبدیل می‌شوند. به همین دلیل است که در سامانه‌های سیاره‌ای مثل سامانهٔ خورشیدی ما، سیاره‌ها و کمربندهای سنگی کم و بیش در راستای یک سطح صاف هم تراز می‌شوند و در امتداد خط استوای ستاره گردش می‌کنند.

اما در اطراف سامانه‌های چندستاره‌ای، سطح سیاره‌ای اغلب با مدار ستاره‌ها ناهم تراز است. مطالعهٔ قرص‌های پیش سیاره‌ای موجود در اطراف سامانه‌های چند ستاره‌ای می‌تواند به ما در درک چگونگی وقوع این ناهم‌ترازی کمک کند. ناهم ترازی عجیب در قرص پیش سیاره‌ای GW Orions اولین‌بار توسط تلسکوپ آلما در سال 2017 کشف شد.

“جیاکینگ بی”، اخترشناس دانشگاه ویکتوریا در کانادا در این باره گفت: «ما از دیدن این ناهم‌ترازی شدید حلقهٔ داخلی تعجب کردیم، اما پیچ خوردگی عجیب در قرص با الگویی در هم پیچیده تأیید شد که توسط آلما در گاز دیسک اندازه‌گیری شده بود.» گروهی دیگر از اخترشناسان به وسیلهٔ آلما و تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانهٔ جنوبی اروپا، مشاهداتی انجام دادند.

“استفان کرائوس” اخترشناس دانشگاه اگزتر در بریتانیا گفت: «ما در تصاویر سایه‌هایی از حلقهٔ داخلی را بر روی قرص بیرونی مشاهده کردیم. در همین زمان، آلما به ما کمک کرد که شکل دقیق حلقهٔ سایه انداز را رصد کنیم. با ترکیب این داده‌ها توانستیم موقعیت سه بعدی حلقهٔ ناهم‌تراز و همچنین سطح قرص را مشخص کنیم.»

خوشبختانه با وجود اینکه این ناهم‌ترازی بتازگی کشف شده اما سامانهٔ نامبرده از سال 2008 زیر نظر دانشمندان است. همچنین ستارهٔ سوم این سامانه در سال 2011 کشف شد. این موضوع به اندازهٔ چندین سال داده به دانشمندان داد تا با آنها مدارها را بازسازی کنند.

“کرائوس” و گروه تحقیقاتی او به کمک شبیه‌سازی سه بعدی رایانه‌ای متوجه شدند اثرات تداخلی گرانشی ستاره‌ها در راستای سطوح مختلف توانست گسستگی قرص مورد بحث ما را ایجاد کند. اما “بی” و گروه او متوجه شدند اثرات گرانشی شیطنت‌های مداری ستاره‌ها عاملی کافی برای وضعیت ستاره‌ها نیست.

“نییِنکه وان دِر مَرِل” اخترشناس دانشگاه ویکتوریا در این باره گفت: «شبیه‌سازی ما نشان می‌دهد کشش گرانشی سه ستاره به تنهایی نمی‌تواند ناهم‌ترازی گسترده‌ای که مشاهده شده را توضیح دهد. ما فکر می‌کنیم حضور سیاره‌ای در میان ِ این حلقه‌ها، باید علت ِ دیگر گسستگی قرص باشد. این سیاره احتمالا نوعی فاصلهٔ غباری ایجاد کرده و قرص را در محل کنونی حلقه‌های بیرونی و داخلی شکسته است.

اگر چنین سیاره‌ای وجود داشته باشد، اولین سیاره‌ای خواهد بود که در مدار این ستاره‌ها کشف شده، البته بسیار عجولانه است که چنین ادعایی بکنیم. مشاهدات آینده می‌تواند به حل این معمای جذاب کمک کند. جزئیات بیشتر این پژوهش در The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com