أصدر المرصد الجنوبي الأوروبي (ESO) مجموعة مذهلة من الصور لأقراص النجوم التي تحيط بالنجوم الصغيرة. تم التقاط الصور باستخدام أداة SPHERE (Spectro-Polarimetric High-النقيب من الكواكب خارج المجموعة الشمسية REsearch) على مقراب ESO الكبير جدًا (VLT) في تشيلي. لقد كنا ننظر إلى صور الأقراص المحيطية لبعض الوقت ، لكن هذه المجموعة تكشف عن مجموعة رائعة من الأشكال التي يمكن أن تتخذها هذه الأقراص.
لدينا نموذج مقبول على نطاق واسع لتكوين النجوم مدعوم بأدلة وافرة ، بما في ذلك صور مثل تلك من ESO. يبدأ النموذج بسحابة من الغاز والغبار تسمى سحابة جزيئية عملاقة. داخل تلك السحابة ، يبدأ جيب من الغاز والغبار في الاندماج. في نهاية المطاف ، عندما تتسبب الجاذبية في سقوط المواد إلى الداخل ، يصبح الجيب أكثر ضخامة ، ويمارس المزيد من الجاذبية. يستمر سحب المزيد من الغاز والغبار.
كما أن المادة التي تسقط تعطي بعض الزخم الزاوي للجيب ، مما يسبب الدوران. بمجرد تراكم ما يكفي من المواد ، يشتعل الاندماج ويولد النجم. عند هذه النقطة ، يوجد نجم أولي داخل السحابة ، مع وجود غاز وغبار غير مستخدم في حلقة دوارة حول النجم الأولي. يسمى هذا الجزء المتبقي من الحلقة الدوارة القرص المحيطي ، والذي تتشكل منه الكواكب في النهاية.
هناك صور أخرى للأقراص النجمية ، ولكن كان من الصعب التقاطها. لتصوير أي قدر من التفاصيل في الأقراص يتطلب حجب ضوء النجم في وسط القرص. هنا يأتي دور أسفير.
تمت إضافة SPHERE إلى تلسكوب ESO الكبير جدًا في عام 2014. وتتمثل مهمتها الأساسية في تصوير الكواكب الخارجية مباشرة ، ولكن لديها أيضًا القدرة على التقاط صور للأقراص المحيطة. للقيام بذلك ، يفصل بين نوعين من الضوء: مستقطب وغير مستقطب.
الضوء القادم من نجم - في هذه الصور ، النجم الشاب الذي لا يزال محاطًا بالقرص المحيطي - غير مستقطب. ولكن بمجرد أن يتشتت ضوء النجوم هذا بواسطة المادة الموجودة على القرص نفسه ، يصبح الضوء مستقطبًا. المجال ، كما يوحي اسمه ، قادر على فصل نوعي الضوء وعزل الضوء فقط من القرص. هذه هي الطريقة التي تلتقط بها الأداة مثل هذه الصور الرائعة للأقراص.
منذ أن أصبح واضحًا أن الكواكب الخارجية ليست نادرة ، وأن معظم النجوم - ربما جميع النجوم - لديها كواكب تدور حولها ، أصبح فهم تكوين النظام الشمسي موضوعًا ساخنًا. كانت المشكلة أننا لا نستطيع رؤيتها تحدث في الوقت الفعلي. يمكننا أن ننظر إلى نظامنا الشمسي الخاص بنا ، والأنظمة الأخرى المشكلة بالكامل ، ونخمن كيف تشكلت. لكن تكوين الكوكب مخفي داخل تلك الفوضى النجميّة. إن النظر إلى هذه الأقراص أمر حاسم لفهم الارتباط بين خصائص القرص نفسه والكواكب التي تتشكل في النظام.
معظم الأقراص التي تم تصويرها في هذه المجموعة هي من دراسة تسمى مسح DARTTS-S (أقراص حول T Tauri Stars مع SPHERE). نجوم T Tauri هم نجوم شباب أقل من 10 مليون سنة. في ذلك العمر ، لا تزال الكواكب في طور التكوين. تتراوح النجوم من 230 إلى 550 سنة ضوئية بعيدًا عن الأرض. من الناحية الفلكية ، هذا قريب جدًا. لكن الضوء الساطع المسبق للنجوم لا يزال يجعل من الصعب جدًا التقاط الضوء الخافت للأقراص.
إحدى الصور ليست نجمة T Tauri وليست من دراسة DARTTS-S. القرص حول النجم GSC 07396-00759 ، في الصورة أعلاه ، هو في الواقع من مسح SHINE (مسح SpHere تحت الأحمر للكواكب الخارجية) ، على الرغم من أن الصور نفسها تم التقاطها باستخدام SPHERE. GSC 07396-00759 هو نجم أحمر جزء من نظام متعدد النجوم كان جزءًا من دراسة DARTTS-S. الشيء المحير هو أن النجم الأحمر هو نفس عمر النجم T TAURI في نفس النظام ، ولكن الحلقة حول النجم الأحمر أكثر تطوراً. لماذا يختلف القرصان حول نجمين في نفس العمر عن بعضهما البعض من حيث النطاق الزمني والتطور هو لغز ، وهو أحد الأسباب التي تجعل الفلكيين يرغبون في دراسة هذه الأقراص عن كثب.
يمكننا دراسة النظام الشمسي الخاص بنا ، وإلقاء نظرة على مواقع وخصائص الكواكب وحزام الكويكبات وحزام كويبر. من ذلك يمكننا أن نحاول تخمين كيف تشكل كل شيء ، لكن فرصتنا الوحيدة لفهم كيف تجمعت كلها هي النظر إلى أنظمة شمسية أصغر سنا عندما تتشكل.
إن أداة SPHERE وغيرها من الأدوات المستقبلية مثل تلسكوب James Webb Space Telescope ، ستسمح لنا بالنظر في الأقراص المحيطية حول النجوم الأخرى ، وإثارة تفاصيل تكوين الكواكب. هذه الصور الجديدة من SPHERE هي طعم محير للتفاصيل والتنوع الذي يمكن أن نتوقع رؤيته.
