کشف جدید «جیمز وب» در اطراف یک ستاره جوان

به نقل از ناسا، نتایج این پژوهش بیشترین تعداد مولکول‌های حاوی کربن را تا به امروز در چنین قرصی نشان می‌دهند. این یافته‌ها پیامدهایی را برای پی بردن به ترکیب بالقوه هر سیاره‌ای دارند که ممکن است در اطراف این ستاره تشکیل شود.

سیارات سنگی بیشتر از غول‌های گازی در اطراف ستاره‌های کم‌جرم تشکیل می‌شوند و همین ویژگی، آنها را به رایج‌ترین سیاره‌ها در اطراف رایج‌ترین ستاره‌های کهکشان ما تبدیل می‌کند. اطلاعات کمی در مورد شیمی چنین سیاره‌هایی وجود دارد که ممکن است شبیه به زمین یا بسیار متفاوت از آن باشند. ستاره‌شناسان امیدوارند با مطالعه کردن قرص‌های کهکشانی که چنین سیاراتی از آنها شکل می‌گیرند، بتوانند فرآیند تشکیل سیاره و ترکیبات سیاره‌ای حاصل از آن را درک کنند.

مطالعه کردن قرص‌های تشکیل‌دهنده سیاره در اطراف ستاره‌های کم‌جرم بسیار دشوار است، زیرا آنها کوچک‌تر و کم‌نورتر از قرص‌های اطراف ستاره‌های پرجرم هستند. برنامه «بررسی قرص فروسرخ میانی»(MINDS) با «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI)، با هدف استفاده از قابلیت‌های منحصربه‌فرد جیمز وب انجام می‌شود تا یک پل را بین موجودی شیمیایی قرص‌ها و ویژگی سیارات فراخورشیدی ایجاد کند.

«آدیتیا عربهاوی»(Aditya Arabhavi) پژوهشگر «دانشگاه خرونینگن»(University of Groningen) در هلند و از اعضای این گروه پژوهشی توضیح داد: جیمز وب، حساسیت و وضوح طیفی بهتری نسبت به تلسکوپ‌های فضایی فروسرخ پیشین دارد. این مشاهدات از زمین امکان‌پذیر نیست، زیرا انتشارات ساطع‌شده از قرص کهکشانی توسط جو سیاره ما مسدود می‌شوند.

این گروه پژوهشی، منطقه اطراف یک ستاره بسیار کم‌جرم موسوم به «ISO-ChaI 147» را کاوش کردند که قدمت آن بین یک تا دو میلیون سال و جرم آن فقط ۰.۱۱ برابر خورشید است. طیفی که توسط دستگاه فروسرخ میانی جیمز وب آشکار شده، غنی‌ترین شیمی هیدروکربنی را نشان می‌دهد که تا به امروز در یک قرص پیش‌سیاره‌ای دیده شده است و در مجموع ۱۳ مولکول گوناگون حاوی کربن را در بر دارد. یافته‌های این گروه پژوهشی شامل اولین تشخیص «اتان»(C2H6) در بیرون از منظومه شمسی و همچنین، کشف «اتیلن»(C2H4)، «پروپین»(C3H4) و «رادیکال متیل»(CH3) هستند.

عربهاوی گفت: این مولکول‌ها پیشتر در منظومه شمسی ما از جمله در دنباله‌دارهایی مانند «دنباله‌دار چوریوموف گراسیمنکو»(67P/Churyumov–Gerasimenko) و «سی/۲۰۱۴ کیو۲»(C/2014 Q2) شناسایی شده‌اند. جیمز وب به ما فرصت داد تا بفهمیم این مولکول‌های هیدروکربنی نه تنها متنوع، بلکه فراوان هستند. شگفت‌انگیز است که ما اکنون می‌توانیم رقص این مولکول‌ها را در گهواره‌های سیاره‌ای ببینیم. این یک محیط تشکیل سیاره بسیار متفاوت با تصور معمول ماست.

به گفته پژوهشگران، نتایج این پژوهش پیامدهای بسیاری را برای درک شیمی قرص درونی و سیاراتی دارند که ممکن است در آنجا تشکیل شوند. از آنجا که جیمز وب نشان داد گاز موجود در قرص کهکشانی بسیار غنی از کربن است، احتمالا کربن کمی در مواد جامد تشکیل‌دهنده سیارات باقی مانده و در نتیجه، سیارات شکل‌گرفته در آنجا ممکن است در نهایت کربن کمی داشته باشند.

«اینگا کمپ»(Inga Kamp)، پژوهشگر دانشگاه خرونینگن و از اعضای این گروه پژوهشی گفت: این ترکیب عمیقا متفاوت از ترکیبی است که ما در قرص‌های حاوی مولکول‌های حامل اکسیژن مانند آب و دی‌اکسید کربن اطراف ستاره‌های خورشیدی می‌بینیم. این جرم مشخص می‌کند که چنین قرص‌های کهکشانی در یک سطح منحصربه‌فرد از اجرام قرار دارند.

«اگنس پرین»(Agnés Perrin) از «مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه»(CNRS) گفت: باورنکردنی است که ما می‌توانیم مولکول‌هایی را که روی زمین به خوبی می‌شناسیم، در جرمی شناسایی و اندازه‌گیری کنیم که بیش از ۶۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد.

این پژوهش، نیاز حیاتی دانشمندان را به همکاری میان‌رشته‌ای برجسته می‌کند. پژوهشگران خاطرنشان کردند که این نتایج و داده‌ها می‌توانند در زمینه‌های دیگر از جمله فیزیک نظری، شیمی و اخترشیمی سودمند باشند و به تفسیر طیف‌ها و بررسی ویژگی‌های جدید در این محدوده طول موج کمک کنند.