על פי ההשערה של הערפילית, כוכבים ומערכות כוכבי הלכת שלהם נוצרים מענני ענק של אבק וגז. לאחר שעבר התמוטטות כבידה במרכז (מה שיוצר את הכוכב), החומר הנותר יוצר אז דיסק העטרה במסלול סביבו. עם הזמן, עניין זה מוזן לכוכב - מה שמאפשר לו להיות מסיבי יותר - ומביא גם ליצירת מערכת כוכבי לכת.
ועד השבוע, השערת הערפילית הייתה בדיוק זו. בהתחשב המרחק הכרוך בכך, והעובדה שהיווצרות מערכות כוכבים אורכת מיליארדי שנים, היכולת לחזות בתהליך בשלבים שונים היא די קשה. אך בזכות מאמצי צוות החוקרים מארה"ב וטייוואן, אסטרונומים תפסו כעת את הדימוי הברור הראשון של כוכב צעיר מוקף בדיסק העטור.
כפי שהסבירו במאמרם - "גילוי ראשון של מסלול האבק האפל המשווה בדיסק פרוטוסטלרי באורך גל תת-מילימטר", שפורסם לאחרונה בכתב העת התקדמות מדעית - קשה לפתור דיסקים אלה במרחב בגלל גודלם הקטן. עם זאת, באמצעות מערך אטקמה גדול מילימטר / תת מילימטר (ALMA) - שמציע רזולוציה חסרת תקדים - הם הצליחו לפתור דיסק של כוכב וללמוד אותו לפרטיו.
המערכת הפרוטוסטילרית המדוברת מכונה HH 212, מערכת כוכב צעירה (בת 40,000 שנה) הממוקמת בקבוצת הכוכבים אוריון, בערך 1300 שנות אור מכדור הארץ. מערכת כוכב זו ידועה בזכות סילון הדו קוטב העוצמתי שלה - כלומר הזרמים הרציפים של גז מיונן מהקטבים שלה - שלפי ההערכה היא לגרום לה להטמת חומר ביעילות רבה יותר. בשל גילה ומיקומה ביחס לכדור הארץ, מערכת פרוטוסטאר זו הייתה בעבר יעד פופולרי עבור אסטרונומים.
בעיקרון, העובדה שהיא עדיין נמצאת בשלב מוקדם של היווצרות (והעובדה שניתן לראות אותה בקצה אחד) הופכת את מערכת הכוכבים לאידיאלית לחקר התפתחותם של כוכבים בעלי מסה נמוכה. עם זאת, לחיפושים קודמים הייתה רזולוציה מקסימאלית של 200 AU, מה שאומר שהאסטרונומים הצליחו להשיג רק שמץ של דיסק קטן ומאובק. דיסק זה הופיע כמעטפה שטוחה, המתפתלת לכיוון הפרוטוסטאר במרכז.
אך עם הרזולוציה של ALMA (8 AU או פי 25 יותר), צוות המחקר לא הצליח רק לזהות את דיסק ההקרדה, אלא גם הצליח לפתור במרחב את פליטת האבק שלו באורך גל תת-מטר. כפי שאמר צ'ין-פיי לי - עמית מחקר במכון לאקדמיה ואסטרופיסיקה באקדמיה אקדמיה (ASIAA) בטייוואן והסופר הראשי בעיתון - בהודעה לעיתונות של ALMA:
"זה כל כך מדהים לראות מבנה כה מפורט של דיסק ההקרבה הצעיר ביותר. במשך שנים רבות אסטרונומים מחפשים דיסקי הצטברות בשלב המוקדם של היווצרות הכוכבים, כדי לקבוע את המבנה שלהם, כיצד הם נוצרים וכיצד מתרחש תהליך ההקרבה. כעת אנו משתמשים ב- ALMA במלוא עוצמת הרזולוציה, אנו לא רק מגלים דיסק דיסקרטציה אלא גם פותרים אותו בפרט, בעיקר את המבנה האנכי שלו. "
מה שהם צפו היה דיסק בעל רדיוס של בערך 60 יחידות אסטרונומיות, שהוא מעט גדול יותר מהמרחק מהשמש והקצה החיצוני של חגורת קויפר (50 AU). הם גם ציינו כי הדיסק נפגע ממינרלים סיליקטיים, ברזל וחומר בין-כוכבי אחר, והוא כלל שכבה כהה ומשוונית בולטת שהוחלפה בין שתי שכבות בהירות יותר.
ניגודיות זו בין קטעים בהירים לחשוכים נבעה מטמפרטורות נמוכות יחסית ועומק אופטי גבוה בסמוך למישור המרכזי של הדיסק. בינתיים, השכבות מעל ומתחת למישור המרכזי הראו ספיגה רבה יותר באורכי הגל האור האופטי והקרוב לאינפרא אדום. בגלל המראה השכבה הזה, צוות המחקר תיאר את זה כמו "המבורגר".
תצפיות אלה הן חדשות מרגשות עבור הקהילה האסטרונומית, ולא רק בגלל שהן ראשונות. בנוסף, הם גם מייצגים הזדמנות חדשה ללמוד דיסקים קטנים סביב הפרוטוסטרים הצעירים ביותר. ועם סוגי ההדמיה ברזולוציה גבוהה המתבצעות אולי על ידי ALMA וטלסקופים מהדור הבא, האסטרונומים יוכלו להציב אילוצים חדשים וחזקים יותר על התיאוריות הנוגעות להיווצרות הדיסק.
כפי שניסח זאת ג'י-יון לי מאוניברסיטת וירג'יניה (המחבר המחקר):
"בשלב המוקדם ביותר של היווצרות הכוכבים, ישנם קשיים תיאורטיים בייצור דיסק כזה, מכיוון ששדות מגנטיים יכולים להאט את סיבוב החומר המתמוטט, ולמנוע דיסק כזה להיווצר סביב פרוטוסטאר צעיר מאוד. ממצא חדש זה מרמז שההשפעה המפגרת של שדות מגנטיים בהיווצרות הדיסק עשויה להיות לא יעילה כמו שחשבנו קודם. "
סיכוי לצפות בכוכבים ובמערכות פלנטאריות בשלב המוקדם ביותר שלהם ו סיכוי לבחון את התיאוריות שלנו לגבי איך הכל נעשה? בהחלט לא משהו שקורה כל יום!
וודא שאתה נהנה מהסרטון הזה של התצפית, באדיבות ALMA ומסופר על ידי ד"ר לי:
