במבחן של יכולות הרזולוציה הגבוהות החדשות שלו, ה- Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) משתף אותנו בשמחה עם כמה תמונות משפחתיות. ממוקם כ -450 שנות אור מאיתנו בקונסטלציה של מזל שור, HL טאו הצעיר אוסף סביבו חומר בכדי לבקוע את כוכבי הלכת שלו ולרתק חוקרים.
הודות לתמונות ALMA, מדענים הצליחו לחזות בשלבים של היווצרות פלנטרית שנחשדו אך מעולם לא אושרו ויזואלית. הכוכב הצעיר מאוד הזה מוקף בכמה טבעות קונצנטריות מחומר עם רווחים מוגדרים למשעי. האם יתכן שהפערים המסומנים בבירור בדיסק ההריסות הסולארי יכולים להיות במקום בו כוכבי לכת החלו להקל?
"תכונות אלה הן כמעט בוודאי תוצאה של גופים צעירים דמויי פלנטה שנוצרים בדיסק. זה מפתיע מכיוון ש- HL טאו הוא בן למעלה ממיליון שנים וכוכבים צעירים כאלה לא צפויים להיות בעלי גופים פלנטריים גדולים המסוגלים לייצר את המבנים שאנו רואים בתמונה זו, "אמר סגן מנהל ALMA, משמר הגבול סטוארטט.
"כשראינו לראשונה את הדימוי הזה נדהמנו מרמת הפרטים המרהיבה. HL טאורי הוא לא יותר ממיליון שנה, ובכל זאת נראה כי הדיסק שלו מלא בכוכבי לכת מעצבים. דימוי אחד זה לבדו יחולל מהפכה בתיאוריות של היווצרות כוכבי לכת, "הסבירה קתרין וולקיס, סגנית מדענית התוכנית של אלמא ומדנית התוכנית המובילה עבור קמפיין ה- ALMA הארוך.
בואו נסתכל על מה שאנחנו מבינים בנוגע להיווצרות מערכת סולארית ...
באמצעות מחקר חוזר ונשנים חושדים האסטרונומים כי כל הכוכבים נוצרים כאשר ענני אבק וגז נכנעים לכבידה ומתמוטטים על עצמם. כאשר הכוכב מתחיל להתפתח, האבק נקשר זה לזה - והופך ל"מרק מערכת שמש "המורכב ממערך של חול וסלעים בגודל שונה. הריסות זו מתכנסת בסופו של דבר לדיסק דק המקיף את כוכב האם והופך לבית לאסטרואידים, שביטים וכוכבי לכת שזה עתה נוצרו. כאשר כוכבי הלכת אוספים לעצמם חומר, כוח המשיכה שלהם מעצב מחדש למבנה הדיסק שיצר אותם. כמו גרירת מטאטא מדשאה מעל עלים שנפלו, כוכבי הלכת הללו מפנים דרך במסלולם ויוצרים פערים. בסופו של דבר ההתקדמות שלהם מושכת את הגז והאבק למבנה הדוק ומוגדר עוד יותר. עכשיו ALMA הראתה לנו מה שהיה פעם רק מודל מחשב. כל מה שחשבנו שידענו על היווצרות פלנטרית הוא נכון ואלמא הוכיחה זאת.
"תוצאה חדשה ובלתי צפויה זו מספקת מבט מדהים של תהליך היווצרות כדור הארץ. בהירות כזו חיונית כדי להבין כיצד נוצרה מערכת השמש שלנו ואיך נוצרים כוכבי לכת ברחבי היקום, "אמר טוני ביזלי, מנהל מצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה (NRAO) בצ'רלוטסוויל, וירג'יניה, המנהל פעולות ALMA לאסטרונומים בצפון אמריקה.
"רוב מה שאנחנו יודעים על היווצרות כדור הארץ כיום מבוסס על תיאוריה. תמונות עם רמת פירוט זו עד כה עברו ליום של הדמיות מחשב או התרשמות של אמן. תמונת הרזולוציה הגבוהה הזו של HL טאורי מדגימה מה ALMA יכולה להשיג כאשר היא פועלת בתצורה הגדולה ביותר שלה ומתחיל עידן חדש בחקירתנו אחר היווצרות כוכבים וכוכבי לכת, "אומר טים דה זיוו, מנכ"ל ESO.
הסיבה העיקרית לכך שאסטרונומים מעולם לא ראו מבנה מסוג זה לפני כן קל לחזות. עצם האבק היוצר את הדיסק הפלנטרי סביב HL טאו מסתיר אותו גם לאור הנראה. בזכות היכולת של ALMA "לראות" באורכי גל ארוכים בהרבה, היא יכולה לדמיין את המתרחש בלב הענן. "זו באמת אחת התמונות המדהימות ביותר שנראו אי פעם באורכי הגל האלה. רמת הפירוט כל כך מעודנת שהיא מרשימה אפילו יותר מתמונות אופטיות רבות. העובדה שאנו יכולים לראות כוכבי לכת נולדים תעזור לנו להבין לא רק כיצד נוצרים כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים אלא גם את מקור מערכת השמש שלנו ”, אמר אסטרונום NRAO קריסטל ברוגן.
איך ALMA עושה את זה? לדברי צוות המחקר, יכולותיו החדשות ברזולוציה גבוהה הושגו על ידי ריווח האנטנות עד 15 ק"מ זו מזו. קו בסיס זה באורכי גל מילימטר איפשר רזולוציה של 35 מיליארק-שניות, שקולה לפרוטה כפי שנראה ממרחק של יותר מ- 110 קילומטרים משם. מנהל ALMA, פייר קוק, ציין כי "רזולוציה כזו יכולה להיות מושגת רק עם יכולות הבסיס הארוכות של ALMA ומספקת לאסטרונומים מידע חדש שאי אפשר לאסוף עם כל מתקן אחר, כולל המצפים האופטיים הטובים ביותר.
קווי הבסיס הארוכים מאייתים הצלחה עבור תצפיות ה- ALMA והם מחווה לכל הטכנולוגיה וההנדסה שנכנסו לבנייתו. תצפיות עתידיות בקו הבסיס הארוך ביותר האפשרי של ALMA, בן 16 קילומטרים, פירושן תמונות מפורטות עוד יותר - והזדמנות להרחיב עוד יותר את הידע שלנו על הקוסמוס ועל פעולתו. "תצפית זו ממחישה את התוצאות הדרמטיות והחשובות שמקורן ב- NSF התומכות במכשירים ברמה העולמית כמו ALMA," אמר פלמינג קרים, מנהל המנהל הלאומי למדעים מתמטיים ופיזיקלים של הקרן הלאומית למדע. "ALMA מממשת את הפוטנציאל העצום שלה לחשיפת היקום הרחוק וממלא תפקיד ייחודי ומשתנה באסטרונומיה."
העבירו להם תמונות תינוקיות בדרך שלנו, אמא אלמה… אנו שמחים להציץ!
מקור סיפור מקורי: "תמונת ALMA המהפכנית חושפת בראשית פלנטרית" - הודעה לעיתונות של ESO
