مشاهدات جدید توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) نشان می دهد که اولین کمربند سیارکی که تا کنون در خارج از منظومه شمسی پیدا شده است، پیچیده تر از حد انتظار است.

ستاره شناسان از JWST برای تحلیل سیستم حلقه غبارآلود اطراف Fomalhaut ، ستاره جوان و داغی که حدود ۲۵ سال نوری از زمین فاصله دارد و با چشم غیر مسلح در صورت فلکی Piscis Austrinu، ماهی جنوبی قابل مشاهده است، استفاده کردند.

سیستم حلقه فومالهاوت از سه کمربند تودرتو تشکیل شده است که حدود ۱۴.۳ میلیارد مایل (۲۳ میلیون کیلومتر) امتداد دارند - حدود ۱۵۰ برابر فاصله زمین و خورشید. مشاهدات جدید JWST نشان می‌دهد که حلقه‌ها پیچیده‌تر از کمربند کویپر ، حلقه‌ای از اجسام سرد فراتر از نپتون، یا کمربند سیارکی اصلی که بین مشتری و مریخ قرار دارد، هستند.

مطالب مرتبط: ۱۲ کشف شگفت انگیز تلسکوپ فضایی جیمز وب

اخترشناسان در سال ۱۹۸۳ با استفاده از ماهواره نجومی فروسرخ ناسا ساختاری گرد و غباری را در اطراف Fomalhaut کشف کردند. با این حال، دو کمربند داخلی این سیستم قبل از این مشاهده با JWST هرگز دیده نشده بودند.

گمان می‌رود که کمربندهای گرد و غبار اطراف ستاره جوان زباله‌های ناشی از برخورد بین اجرام بزرگ‌تر مانند سیارک‌ها و دنباله‌دارها باشند و به همین دلیل به آنها «دیسک‌های زباله» می‌گویند. این دیسک‌ها با دیسک‌های پیش سیاره‌ای متفاوت هستند، که موادی را در خود نگه می‌دارند که بعداً به هم می‌تابند و سیاره‌ها را تشکیل می‌دهند. دیسک های باقی مانده دیرتر، پس از قرار گرفتن سیارات در جای خود، تشکیل می شوند.

آندراس گاسپار از دانشگاه آریزونا، نویسنده اصلی مطالعه ای که این دیسک جدید را اعلام می کند، می گوید: "من فومالهوت را به عنوان کهن الگوی دیسک های باقی مانده در جای دیگری در کهکشان ما توصیف می کنم، زیرا اجزایی شبیه به اجزای ما در منظومه سیاره ای خودمان دارد." نتایج، در بیانیه ای گفته شد (در برگه جدید باز می شود) .

گاسپار گفت : «با نگاه کردن به الگوهای موجود در این حلقه‌ها، می‌توانیم در واقع شروع به ترسیم طرح کوچکی از شکل ظاهری یک منظومه سیاره‌ای کنیم – اگر واقعاً بتوانیم به اندازه کافی عمیق عکس بگیریم تا سیارات مشکوک را ببینیم.»

بیرونی‌ترین کمربند فومالهاوت، که دو برابر بزرگ‌تر از کمربند کویپر است، قبلاً توسط تلسکوپ فضایی هابل ، رصدخانه فضایی هرشل و آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکامای زمینی (ALMA) تصویربرداری شده است. با این حال، هیچ یک از آن ابزارها قادر به دیدن ساختار داخلی در کمربند بیرونی نبودند.

Schuyler Wolff، عضو تیم مطالعه، همچنین از دانشگاه: "جایی که JWST واقعاً برتر است این است که ما قادریم به صورت فیزیکی درخشش حرارتی ناشی از گرد و غبار را در آن مناطق داخلی حل کنیم. پس می توانید کمربندهای داخلی را ببینید که قبلاً هرگز نمی توانستیم ببینیم) آریزونا، در همین بیانیه گفت.

در آینده، اخترشناسان امیدوارند با استفاده از JWST از دیسک‌های باقی‌مانده مانند Fomalhaut در اطراف ستارگان دیگر تصویربرداری کنند.

ولف ادامه داد: «با هابل و ALMA توانستیم مجموعه‌ای از آنالوگ‌های کمربند کویپر را به تصویر بکشیم، و بارهای زیادی در مورد چگونگی شکل‌گیری و تکامل دیسک‌های بیرونی آموخته‌ایم. "اما ما به JWST نیاز داریم تا به ما اجازه دهد تا از یک دوجین کمربند سیارکی در جای دیگر تصویربرداری کنیم. ما می توانیم به همان اندازه که هابل و ALMA در مورد مناطق سردتر بیرونی به ما یاد دادند، در مورد مناطق گرم داخلی این دیسک ها بیاموزیم."

درست همانطور که مشتری بر کمربند اصلی سیارک ها تسلط دارد و نپتون کمربند کویپر را می سازد، اخترشناسان بر این باورند که قرص های زباله در خارج از منظومه شمسی ممکن است توسط سیارات نادیده شکل گرفته باشند. این بدان معناست که ممکن است یک یا دو سیاره در حلقه های اطراف فومالهوت در کمین باشند.

ولف گفت: «ما قطعاً انتظار ساختار پیچیده‌تر با دومین کمربند میانی و سپس کمربند سیارکی وسیع‌تر را نداشتیم. این ساختار بسیار هیجان‌انگیز است، زیرا هر زمان که یک ستاره‌شناس شکافی را می‌بیند و در یک دیسک حلقه می‌زند، می‌گویند: «ممکن است یک سیاره جاسازی شده باشد که حلقه‌ها را شکل می‌دهد!»

یکی از ویژگی هایی که قبلاً توسط JWST در حلقه ها مشاهده شده است ممکن است وجود پیش سیاره های در حال شکل گیری را نشان دهد. این تیم چیزی را دید که گاسپار آن را "ابر غبار بزرگ" نامیده است، که ممکن است به برخورد در حلقه بیرونی فومالهاوت بین دو سیاره نوزاد "در حال ساخت" اشاره کند. پس این ویژگی می‌تواند ابری در حال گسترش از ذرات گرد و غبار بسیار ریز از دو جسم یخی باشد که به یکدیگر کوبیده می‌شوند.

یک ویژگی مشابه در سال ۲۰۰۸ توسط هابل در همان حلقه مشاهده شد. به گفته محققان، زمانی که تلسکوپ فضایی سیستم حلقه را در سال ۲۰۱۴ دوباره تحلیل کرد، از بین رفته بود.

تحقیقات عمیق‌تر در مورد سیستم‌های بیشتری مانند Fomalhaut با JWST می‌تواند نشان دهد که سیارات چگونه از میان این دیسک‌های مسطح مانند پنکیک حرکت می‌کنند. در همین حال، مشاهده خود ابر غبار می‌تواند جزئیاتی را در مورد ساختار منظومه‌های سیاره‌ای غیر از سیستم ما آشکار کند. این شامل کشف این است که سیارک‌های آن‌ها - که حتی با ابزارهای قدرتمندی مانند JWST یا هابل برای دیدن بسیار کوچک‌تر از آن هستند - و شبیه سنگ‌های فضایی‌ای هستند که در اطراف ستاره ما و سیارات آن می‌چرخند.

تحقیقات این تیم دوشنبه (۸ مه) به صورت آنلاین در مجله Nature Astronomy منتشر شد (در برگه جدید باز می شود) .

ما را در توییتر @Spacedotcom (در برگه جدید باز می شود) یا در فیس بوک (در برگه جدید باز می شود) دنبال کنید .