تُظهر هذه الصورة القزم البني ISO-Oph 102 ، أو Rho-Oph 102 ، في منطقة تشكيل النجوم Rho Ophiuchi. شكر وتقدير: Davide De Martin
الأقزام البنية تسكن نوعًا من الخط الغامض بين النجوم والكواكب: تبدو كتلتها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن أن تكون نجومًا كاملة ومع ذلك فهي أكبر من أن تكون كواكب. تم اكتشاف هذه النجوم الخافتة فقط في عام 1995 ولكن التقديرات الحالية تقول إن الأقزام البنية يمكن أن تكون مثل النجوم العادية في مجرتنا. الآن ، وجد علماء الفلك قزمًا بنيًا به قرص مغبر يحيط به ، تمامًا مثل الأقراص التي تحيط بالنجوم الصغيرة العادية. يحتوي على حبيبات صلبة بحجم مليمتر ، وحول نجوم أخرى حديثة الولادة ، هذه الأقراص من الغبار الكوني هي حيث تتشكل الكواكب. يقول علماء الفلك أن هذا المفاجئ يجد تحديات في نظريات كيفية تشكل الكواكب الصخرية على مستوى الأرض ، ويقترح أن الكواكب الصخرية قد تكون أكثر شيوعًا في الكون مما هو متوقع.
يُعتقد أن الكواكب الصخرية تتشكل من خلال الاصطدام العشوائي والالتصاق معًا ما هو في البداية جسيمات مجهرية في قرص المواد حول النجم. هذه الحبوب الصغيرة تشبه السخام أو الرمل الناعم جدًا. ومع ذلك ، في المناطق الخارجية حول قزم بني ، توقع الفلكيون أن الحبوب لا يمكن أن تنمو لأن الأقراص متناثرة للغاية ، وستتحرك الجسيمات بسرعة كبيرة بحيث لا تلتصق ببعضها البعض بعد الاصطدام. أيضا ، تقول النظريات السائدة أن أي حبوب قادرة على التكون يجب أن تتحرك بسرعة نحو القزم البني المركزي ، وتختفي من الأجزاء الخارجية للقرص حيث يمكن اكتشافها.
قال لوكا ريتشي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بالولايات المتحدة الأمريكية ، الذي قاد فريقًا من علماء الفلك في الولايات المتحدة وأوروبا وشيلي: "لقد فوجئنا تمامًا بالعثور على حبوب بحجم مليمتر في هذا القرص الصغير الرقيق". "لا يمكن أن تكون الحبوب الصلبة بهذا الحجم قادرة على التكون في المناطق الخارجية الباردة للقرص حول قزم بني ، ولكن يبدو أنها تفعل ذلك. لا يمكننا التأكد مما إذا كان هناك كوكب صخري كامل يمكن أن يتطور هناك ، أو حدث بالفعل ، لكننا نرى الخطوات الأولى ، لذلك علينا تغيير افتراضاتنا حول الظروف المطلوبة لنمو المواد الصلبة ". .
انطباع الفنان عن قرص الغبار والغاز حول قزم بني. الائتمان: ESO
استخدم ريتشي وفريقه صفيف Atacama كبير المليمتر / دون المليمتر (ALMA) لملاحظاتهم. على الرغم من أن التلسكوب لم يكتمل تمامًا بعد ، إلا أن دقة ALMA العالية سمحت للفريق بتحديد غاز أول أكسيد الكربون حول القزم البني - وهي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف غاز جزيئي بارد في مثل هذا القرص. يشير هذا الاكتشاف ، إلى جانب الحبوب بحجم المليمتر ، إلى أن القرص يشبه إلى حد كبير الأقراص الموجودة حول النجوم الفتية أكثر مما كان متوقعًا في السابق.
ALMA ، الموجود في الصحراء الشيلية على ارتفاعات عالية هو مجموعة من هوائيات عالية الدقة على شكل طبق تعمل معًا كمقراب واحد كبير لمراقبة الكون بأطوال موجية مليمترية ، مما يتيح رصد التفاصيل الدقيقة والحساسية. من المقرر الانتهاء من بناء ALMA في عام 2013 ، ولكن بدأ علماء الفلك بالمراقبة مع مجموعة جزئية من أطباق ALMA في عام 2011.
أشار الفلكيون إلى ALMA في القزم البني الصغير ISO-Oph 102 ، المعروف أيضًا باسم Rho-Oph 102 ، في منطقة تشكيل النجوم Rho Ophiuchi في كوكبة Ophiuchus. يمتلك القزم البني حوالي 60 مرة من كتلة المشتري ولكن 0.06 مرة فقط من كتلة الشمس ، وبالتالي لديه كتلة قليلة جدًا لإشعال التفاعلات النووية الحرارية التي تتألق بها النجوم العادية. ومع ذلك ، تنبعث منها الحرارة المنبعثة من انكماش الجاذبية البطيء وتتألق بشكل خافت بلون أحمر.
تمكن الفلكيون من تحديد حجم الحبوب في القرص بالملليمتر أو أكثر.
قال ليوناردو تيستي من ESO ، عضو فريق البحث: "ALMA هي أداة جديدة قوية لحل ألغاز تكوين النظام الكوكبي". "إن تجربة ذلك مع التلسكوبات من الجيل السابق كانت ستحتاج إلى شهر من المراقبة تقريبًا - وهو أمر مستحيل لفترة طويلة في الممارسة. ولكن ، باستخدام ربع مكمل ALMA النهائي للهوائيات ، تمكنا من القيام بذلك في أقل من ساعة واحدة! " هو قال.
عند اكتمال ALMA ، يأمل الفريق في تحويل التلسكوب مرة أخرى نحو Rho-Oph 102 والأشياء المشابهة الأخرى.
قال ريتشي: "سنتمكن قريبًا من اكتشاف وجود جزيئات صغيرة في الأقراص ، ولكن تحديد كيفية انتشارها عبر القرص المحيطي وكيف تتفاعل مع الغاز الذي اكتشفناه أيضًا في القرص". . سيساعدنا هذا على فهم أفضل لكيفية ظهور الكواكب ".
المصدر: ESO
