رصدهای آرایه میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (ALMA) از جریان گازی بلندی خبر میدهد که با انتقال تکانه زاویهای، دیسک سهحلقهای اطراف سامانه سهتایی GW Orionis را بهطور محسوس کج کرده است.
کشفی که مدارهای نامتطابق را توضیح میدهد
تیمی به رهبری ماریا گالووی-اسپریتسما با دادههای آلما جریان گازی عظیمی را رصد کردند که از ابر مولکولی پیرامون به سمت دیسکِ در حال ساخت سیاره در GW Orionis سرازیر میشود. طول این جریان حدود 0.2 سال نوری (معادل نزدیک به 12,600 واحد نجومی، حدود 1.9 تریلیون کیلومتر یا 1.2 تریلیون مایل) برآورد شده است. بررسیها نشان میدهد این «استریمر» با انتقال تکانه زاویهای، حلقهٔ بیرونی دیسک را تابخورده و نسبت به حلقههای داخلی نامتطابق کرده است.
دیسک GW Orionis چه ویژگیهایی دارد؟
GW Orionis سامانهای از سه ستارهٔ پیشاصلی است که در فاصلهٔ حدود 1,300 سال نوری در ابر مولکولی لامبدا اوریونیس قرار گرفتهاند. دیسک فراخورشیدی این سامانه سه حلقه دارد که از شعاعهای تقریبی 4.1، 17.4 و 31.6 میلیارد مایل (معادل حدود 44، 187 و 340 واحد نجومی) آغاز میشوند. حلقهٔ بیرونی بهوضوح نسبت به حلقههای داخلی و میانی کج است؛ پیشتر گمان میرفت این ناهمترازی را یک سیارهٔ عظیم گازی ایجاد کرده باشد، اما حالا جریان گازی بیرونی گزینهٔ جانبی و منطقیتری مطرح میکند.
روش شناسایی جریان گازی
استریمر عمدتاً از هیدروژن مولکولی تشکیل شده و در طولموجهای میلیمتری خاموش است؛ بنابراین تیم پژوهشی به دنبال ردپای مونوکسید کربن (CO) در آرایه آلما گشت تا ساختار و حرکت گاز را دنبال کند. مدلسازی فروچکیدن جریان نشان داد زاویهٔ ورود آن با صفحهٔ دیسک نزدیک به جهت حلقهٔ بیرونی است و این انطباق فضایی انتقال تکانه را موثر میسازد؛ نتیجه این تبادل، تابخوردگی و برهمزدن همراستایی حلقهٔ بیرونی است.
پیامدها برای شکلگیری سیارات
این مشاهده یک سازوکار فیزیکی برای پیدایش مدارهای نامتطابق در سامانههای سیارهای فراهم میکند. در منظومهٔ خورشیدی، سیارات عمدتاً در یک صفحهٔ همراستا مدار میزنند، اما شمار قابلتوجهی از سامانههای فراخورشیدی مدارهایی نامتطابق یا حتی واپسرو نشان میدهند. اگر جریانهای ورودیِ مشابه در محیطهای ستارهساز معمول باشند، آنها میتوانند جهتگیری دیسکها و در نتیجه زاویهٔ مدار سیارات را بهطرز تصادفی یا تکانشی تغییر دهند.
نکات کلیدی
- تحویل جرم و تکانه: استریمرها میتوانند جرم و تکانه زاویهای به دیسک منتقل کنند و جهتگیری کلی آن را دگرگون سازند.
- ایجاد ساختارها: جریانهای نامتوازن ممکن است حلقهها و گپهایی ایجاد کنند که پیشتر به حضور سیاره نسبت داده میشد.
- پیچیدگی در پیشبینی مدارها: در محیطهای تحتتاثیر چنین جریانهایی، پیشبینی مسیر شکلگیری و جهتگیری مدارهای سیارهای دشوارتر میشود و تنوع مشاهدهشده معقولتر خواهد بود.
گام بعدی و رصدهای آینده
پژوهشگران تأکید کردهاند برای تعمیم این نتیجه لازم است نمونههای بیشتری بررسی شود. برنامهٔ بعدی، پایشی نظاممند از ستارگان جوان برای یافتن استریمرهای مشابه است تا فراگیر بودن این پدیده مشخص شود. ترکیب دادههای آلما با رصدهای تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصدخانههای آینده میتواند اطلاعات دقیقتری دربارهٔ پراکندگی ماده، ترکیب شیمیایی و دینامیک این جریانها فراهم کند.
یافتههای تیم در تاریخ 6 اوت در نشریهٔ The Astronomical Journal منتشر شدهاند. برای مطالعهٔ مفاهیم مرتبط میتوانید صفحات شیب مداری و ابر مولکولی را ببینید.
چشمانداز
اگر بررسیهای بعدی نشان دهد چنین «رودهای کیهانی» در محیطهای ستارهساز شایعاند، بازبینی مدلهای سنتی شکلگیری سامانههای سیارهای ضروری خواهد شد؛ مدلی که نهتنها ساختار دیسکها را توضیح میدهد، بلکه تنوع حیرتانگیز مدارهای فراخورشیدی را نیز توجیه میکند. رصدهای آینده مشخص خواهند کرد این جریانها تا چه اندازه در سرنوشت سیارات مؤثرند.
