یک مطالعه جدید دیدگاه ما نسبت به شکل‌گیری سیارات را دگرگون می‌کند و نشان می‌دهد که ستارگان جوان می‌توانند مواد اطراف خود را جذب کرده و عمر و اندازه دیسک‌های خود را افزایش دهند. این فرآیند، به نام “افزایش جرم باندی-هویل”، معماهای دیرینه را حل می‌کند و می‌تواند بر مکان شکل‌گیری سیارات قابل سکونت تأثیر بگذارد.
نقش محیط در شکل‌گیری سیارات آشکار شد!
یک مطالعه شگفت‌انگیز جدید درک ما از چگونگی شکل‌گیری سیارات را زیر و رو می‌کند. این تحقیق که توسط پائولو پادوان، استاد پژوهشی مؤسسه علوم کیهانی دانشگاه بارسلونا رهبری شده، نشان می‌دهد که ستارگان جوان فقط مواد را از دیسک‌های سیاره‌ساز خود از دست نمی‌دهند، بلکه در واقع می‌توانند آن را دوباره به دست آورند.
این مطالعه که در مجله‌ی Nature Astronomy منتشر شده است، نشان می‌دهد که محیط اطراف یک ستاره، به ویژه گاز و غبار موجود در ابر زادگاه آن، می‌تواند به‌طور چشمگیری بر اندازه و طول عمر دیسکی که سیارات در آن شروع به شکل‌گیری می‌کنند، تأثیر بگذارد.
هنگامی که ستارگان متولد می‌شوند، توسط یک دیسک چرخان از گاز و غبار احاطه می‌شوند که در نهایت سیارات را تشکیل می‌دهد. تاکنون، دانشمندان بر این باور بودند که این دیسک‌ها عمدتاً با تغذیه ستاره در حال رشد و سیارات آن، در طول زمان کوچک می‌شوند. اما این تحقیق جدید نشان می‌دهد که ستارگان می‌توانند از طریق فرآیندی به نام “افزایش جرم باندی-هویل” مواد اضافی را از محیط اطراف خود جذب کنند، که به بازسازی و گسترش دیسک‌های آن‌ها کمک می‌کند.
زادگاه‌های خوشه‌ای، نفوذ ستارگان را گسترش می‌دهند
پائولو پادوان، نویسنده اول این مطالعه می‌گوید:
ستارگان در گروه‌ها یا خوشه‌ها درون ابرهای گازی بزرگ متولد می‌شوند و می‌توانند تا چندین میلیون سال پس از تولد در این محیط باقی بمانند.
پس از تشکیل یک ستاره، گرانش آن می‌تواند مواد بیشتری را از ابر گازی مادر جذب کند، که برای تغییر قابل توجه جرم ستاره کافی نیست، اما برای بازسازی دیسک آن کافی است.
برای درک چگونگی عملکرد این فرآیند، پادوان و تیمش حرکت آشفته گاز بین ستاره‌ای را بررسی کردند که معلوم شد نقش کلیدی در تعیین میزان موادی که یک ستاره می‌تواند جذب کند و چگونگی تأثیر آن بر چرخش و اندازه دیسک دارد.
پادوان می‌افزاید:
برای درک اینکه چه جرمی می‌تواند یک ستاره را با این افزایش جرم باندی-هویل جذب کند، و همچنین چرخش و اندازه دیسکی که توسط مواد جدید ایجاد می‌شود، باید برخی از خواص اساسی حرکت آشفته گاز بین ستاره‌ای، که به عنوان آشفتگی شناخته می‌شود، مدل‌سازی و درک شود.
افزایش جرم باندی-هویل: یک تغییردهنده بازی
این مطالعه نشان می‌دهد که افزایش جرم باندی-هویل می‌تواند نه‌تنها جرم، بلکه تکانه زاویه‌ای مورد نیاز برای توضیح اندازه‌های مشاهده شده دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای را فراهم کند. این درک تجدید نظر شده از شکل‌گیری و تکامل دیسک‌ها، اختلافات رصدی دیرینه را حل کرده و تغییرات اساسی را در مدل‌های فعلی شکل‌گیری دیسک و سیاره ایجاد می‌کند.
تیم پروفسور پادوان از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای پیشرفته و مدل‌سازی تحلیلی برای توضیح اندازه دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای اندازه‌گیری شده توسط آلما، قدرتمندترین تلسکوپ رادیویی جهان، استفاده کردند. ترکیب مدل‌های نظری و داده‌های تجربی، چارچوب محکمی برای درک تعاملات پیچیده بین ستارگان جوان و محیط اطراف آن‌ها فراهم کرد.
نگاهی به آشوب کیهانی با ابررایانه‌ها
ولی-ماتی پلكونن، محقق ICUCB و عضو تیم می‌گوید:
مقایسه داده‌های قابل مشاهده از شبیه‌سازی‌ها با مشاهدات واقعی برای اعتبارسنجی شبیه‌سازی‌ها بسیار مهم است.» «با این حال، شبیه‌سازی‌ها به ما امکان می‌دهند فراتر از مشاهدات به ساختارهای اساسی چگالی، سرعت و میدان مغناطیسی برویم و آن‌ها را در طول زمان دنبال کنیم. در این مطالعه، با استفاده از داده‌های شبیه‌سازی، توانستیم نشان دهیم که افزایش جرم باندی-هویل نقش مهمی در مراحل پایانی شکل‌گیری ستاره با افزایش طول عمر و مخزن جرم دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای ایفا می‌کند.
پلكونن ادامه می‌دهد:
با افزایش قدرت محاسباتی ابررایانه‌ها، قادر خواهیم بود فرآیندهای فیزیکی پیچیده‌تری را در شبیه‌سازی‌ها مدل‌سازی کنیم و دقت شبیه‌سازی‌ها را بیشتر افزایش دهیم.» «همراه با تلسکوپ‌های جدید و قدرتمند (مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب و آلما که مشاهدات بی‌نظیری از ستارگان تازه متولد شده انجام می‌دهند)، این پیشرفت‌ها به افزایش درک ما از شکل‌گیری ستارگان ادامه خواهد داد.
از دینامیک دیسک تا سرنخ‌های حیات فرازمینی
پیامدهای این مطالعه فراتر از شکل‌گیری ستارگان و سیارات است. درک نقش محیط در شکل‌گیری دیسک‌ها می‌تواند نور بیشتری بر شرایط لازم برای شکل‌گیری سیارات قابل سکونت بتاباند. این می‌تواند پیامدهای عمیقی برای جستجوی حیات فراتر از منظومه شمسی ما داشته باشد.
منبع: Scitechdaily
