أول قرص لتشكيل القمر حول كوكب خارج المجموعة الشمسية

نقطة ساطعة مع تلطخ أضعف حولها ومناطق أكثر إشراقًا على كلا الجانبين.

منظر قريب للكوكب العملاق الشاب PDS 70c (نقطة مشرقة). يمكن رؤية حافة القرص المحيط من الغبار والحطام الصخري أيضًا. هناك مادة كافية في القرص لثلاثة أقمار بحجم قمرنا. الصورة عبر تلسكوب ALMA في تشيلي / Benisty et al.


هناك مئات الأقمار في نظامنا الشمسي ، من حجم الكويكبات إلى حجم أكبر من عطارد. ماذا عن الأنظمة الشمسية البعيدة؟ هل للكواكب البعيدة أقمار أيضًا؟ اكتشف علماء الفلك الآلاف منالكواكب الخارجيةفي منطقتنادرب التبانةالمجرة. ويبدو من المنطقي أن يكون لدى البعض أقمار -exomoons- أيضا. حتى الآن ، على الرغم من ذلك ، لم يؤكد علماء الفلك وجود أي قمر خارجي. تميل مثل هذه الأقمار إلى أن تكون أصغر من كواكبها ، وليس من السهل العثور على الكواكب الخارجية نفسها. لكن الآن ، وجد علماء الفلك أول دليل واضح على تشكل القمرالقرصحول كوكب خارجي عملاق شاب. المرصد الأوروبي الجنوبيأعلنالاكتشاف المثير في 22 يوليو 2021.

النجمPDS 70، صغير جدًا ، حديث التكويننجمة T Tauri(عامل) نجمة - في اتجاه الكوكبةالقنطور، وتقع ما يقرب من 400سنوات ضوئيةبعيدا. الكوكب يسمىPDS 70c. إنه واحد من اثنين من الكواكب العملاقة التي تشبه كوكب المشتري تدور حول هذا النجم الشاب.


ورقة الباحثين كانتنشرتفيمراجعة الأقران رسائل مجلة الفيزياء الفلكيةفي 22 يوليو 2021.

قرص تكوين القمر حول كوكب خارج المجموعة الشمسية

قام الباحثون بالاكتشاف باستخدامروحتلسكوب في تشيلي.ميريام بنيستي، الباحث في معهد علم الكواكب والفيزياء الفلكية في غرونوبل في فرنسا ، والذي قاد البحث الجديد ، قال فيبيان:

يقدم عملنا كشفًا واضحًا عن قرص يمكن أن تتشكل فيه الأقمار الصناعية. تم الحصول على ملاحظات ALMA الخاصة بنا بدقة رائعة بحيث يمكننا تحديد بوضوح أن القرص مرتبط بالكوكب ويمكننا تقييد حجمه لأول مرة.

لم يكن الاكتشاف هو اكتشاف exomoons نفسها بعد. بدلا من ذلك ، هوالقرص الكوكبيالتي قد تتشكل فيها الأقمار الخارجية في النهاية. كانت هناكتلميحات سابقةأن الكوكب الخارجي الكبير PDS 70c كان به قرص. لكن علماء الفلك لم يتمكنوا من تأكيد القرص حتى الآن. الكوكب الآخر المعروف في النظام هو PDS 70b. كما هو موضح في الورقة:




توفر هذه الملاحظات الجديدة الدليل الأكثر إقناعًا على وجود قرص حول الكوكب حولتراكم الكوكبحتى الآن.

تشبه الأقراص الكوكبيةالأقراص النجمية، وهي عبارة عن أقراص صخرية ومغبرة تحيط بالنجوم. تتشكل الأقمار في أقراص حول الكواكب عبر نفس العمليات التي تشكلها الكواكب في أقراص محيطية. أي أنها تتشكل كمواد صلبة في القرص تتصادم وتلتصق ببعضها البعض. في النهاية ، مع نمو القمر أو الكوكب ، يصبح هائلًا بدرجة كافية بحيث تتولى جاذبيته السيطرة ، وتكتسح المزيد من القطع الصلبة وتشكل تدريجيًا عوالم دائرية في الفضاء.

مادة تكفي لثلاثة أقمار

وجد الباحثون أن القرص الموجود حول PDS 70c كبير جدًا. لديها كتلة كافية لتكوين ثلاثة أقمار بحجم قمر الأرض. قد يعني ذلك أن هذا الكوكب سيكون له عدة أقمار في المستقبل ، تمامًا كما تفعل الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي.

رسم بياني يوضح الأقمار المؤكدة والمؤقتة لكل كوكب في نظامنا الشمسي.

تم التأكد من وجود أقمار وأقمار مؤقتة حول الكواكب في نظامنا الشمسي. يعتمد علماء الفلك على الاعتقاد التأسيسي بأن الكواكب في الأنظمة الشمسية البعيدة تشكل أقمارًا عبر نفس العمليات مثل كواكب نظامنا الشمسي. صورة عبرناسا.


فحص تكوين القمر والكواكب

وفقًا لبينيستي وزملائها ، توفر هذه النتائج أدلة جديدة قيمة حول كيفية تشكل كل من الأقمار والكواكب. مؤلف مشاركجيهان بايفي مختبر الأرض والكواكب التابع لمعهد كارنيجي للعلوم:

هذه الملاحظات الجديدة مهمة للغاية أيضًا لإثبات نظريات تكوين الكواكب التي لا يمكن اختبارها حتى الآن.

يعرف العلماء أن الكواكب تتشكل في أقراص ضخمة من الغبار تحيط بالنجوم الفتية ، ولكن لا يزال هناك الكثير من الأسئلة حول كيفية حدوث ذلك بالضبط. عندما تتشكل الكواكب داخل قرص محيطي ، يمكنها بعد ذلك جذب ما يكفي من الحطام المترب لإنشاء أقراصها الخاصة حول الكواكب. في تلك الأقراص تولد الأقمار.

امرأة مبتسمة ذات شعر طويل فوق كتف واحد.

قادت ميريام بينستي من معهد علم الكواكب والفيزياء الفلكية في غرونوبل (IPAG) في فرنسا البحث الجديد الذي اكتشف أول قرص حول الكوكب حول كوكب خارج المجموعة الشمسية. صورة عبرم. بينيستي.


كماستيفانو فاكينيفي المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) قال:

باختصار ، لا يزال من غير الواضح متى وأين وكيف تتشكل الكواكب والأقمار.

لذلك يوفر لنا هذا النظام فرصة فريدة لمراقبة ودراسة عمليات تكوين الكواكب والأقمار الصناعية.

قرص تشكيل القمر حول كوكب خارج المجموعة الشمسية.

غادرظرفالقرص حول نجم PDS 70. على اليمين ، يظهر الشكل الداخلي ملفحول الكوكبقرص - قرص مكون للقمر - حول الكوكب العملاق الشاب PDS 70 ج (نقطة مضيئة مع مادة حوله). صورة عبر ALMA (الذي - التي/ NAOJ / NRAO) / Benisty et al.

الكواكب الفتية ... والأقمار الفتية؟

كلا الكواكب العملاقة في نظام PDS 70 شابان ولا يزالان يتشكلان ، يذكرنا بالوقت الذي كانت فيه الكواكب في نظامنا الشمسي لا تزال تتشكل منذ مليارات السنين. مؤلف مشارك آخر ،ميريام كيبلرلاحظ الباحث في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا ذلك قائلاً:

تم العثور على أكثر من 4000 كوكب خارجي حتى الآن ، ولكن تم اكتشافهم جميعًا في الأنظمة الناضجة. PDS 70b و PDS 70c ، اللذان يشكلان نظامًا يذكرنا بزوج المشتري وزحل ، هما الكوكبان الخارجيان الوحيدان اللذان تم اكتشافهما حتى الآن ولا يزالان في طور التكوين.

كلا الكواكب ، PDS 70b و PDS 70c ، معروفان لبعض الوقت. اكتشفها علماء الفلك في عامي 2018 و 2019 على التوالي ، باستخدام تلسكوب كبير جدًا من ESO (VLT). ومع ذلك ، لم يتم العثور على قرص تكوين القمر حتى ظهر في ملاحظات ALMA الجديدة هذه.

نجمة ساطعة في أعلى اليمين ، مع وجود آلاف من النجوم البعيدة في الخلفية.

تُظهر هذه الصورة السماء حول النجم القزم البرتقالي الخافت PDS 70 (في منتصف الصورة). النجم الأزرق الساطع على اليمين هو تشي سنتوري. صورة عبرالذي - التي/ Digitized Sky Survey 2 / D. De Martin.

متى سنجد exomoon الأول؟

ومن المثير للاهتمام ، أنه بينما يحتوي الكوكب العملاق PDS 70c على قرص كوكبي ، يبدو أن الكوكب الآخر المعروف في النظام ، PDS 70b ، لا يفعل ذلك. يقترح الباحثون أنه ربما لم يكن هناك ما يكفي من المواد المتاحة من القرص المحيطي لإنشاء أقراص لتشكيل القمر لكلا الكوكبين. ربما سينتهي الأمر بتكوين PDS 70b بدون أقمار ، بينما قد يحتوي PDS 70c على عدة أقمار. في نظامنا الشمسي ، تحتوي كل الكواكب العملاقة على العديد من الأقمار. سيكون من المثير للاهتمام معرفة الاختلافات في نظام PDS 70.

على الرغم من أن PDS 70c يحتوي الآن على أول قرص مؤكد لتكوين القمر ، فإن وجود القرص يشير إلى وجود العديد من الأقراص المكونة للقمر ، والتي لم يتم العثور عليها بعد. ربما من الجدير بالذكر أن علماء الفلك بدأوا في العثور على أقراص حول النجوم أيضًا ،في الثمانينيات، قبل الإعلان عن اكتشافات الكواكب الخارجية الأولى في التسعينيات. وهكذا تتقدم التكنولوجيا. ويبدو أننا نقترب من العثور على أول الأقمار الخارجية التي تم التحقق منها أيضًا. سيكون هذا اكتشافًا مثيرًا!

خلاصة القول: وجد علماء الفلك أول دليل قوي لقرص مكون للقمر حول كوكب خارجي بعيد ، مما يوفر أدلة جديدة حول كيفية تشكل كل من الأقمار والكواكب.

المصدر: قرص دائري حول PDS70c

عبر ESO