بواسطة ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – لاحظت تلسكوب جيمس ويب للفضاء كواكب كبيرة في مراحل مختلفة من الطفولة – واحدة مع جو مليء بالغيوم المتربة والآخر محاط بقرص من المواد – يدور حول نجم شاب شاب في اكتشاف يوضح الطبيعة المعقدة لكيفية تطور أنظمة الكوكب.
تم تصوير الكواكب العملاقة للغاز ، وكلاهما أكثر ضخامة من أكبر كوكب المشتري في نظامنا الشمسي ، مباشرة بواسطة Webb في نظام كوكبي يقع في مجرة درب التبانة على بعد حوالي 310 سنة ضوئية من الأرض في اتجاه كوكبة Musca. العام الضوئي هو مسافة الضوء في السنة ، 5.9 تريليون ميل (9.5 تريليون كيلومتر).
اكتشف علماء الفلك أكثر من 5900 كواكب خارج نظامنا الشمسي – يسمى الكواكب الخارجية – منذ التسعينيات ، مع أقل من 2 ٪ من هذه التصوير مباشرة مثل هذين. من النادر العثور على الكواكب الخارجية في مراحلها التنموية المبكرة.
تبدأ ولادة نظام الكوكب بسحابة كبيرة من الغاز والغبار – تسمى السحابة الجزيئية – تنهار تحت جاذبيتها الخاصة لتشكيل نجم مركزي. المواد المتبقية تدور حول النجم فيما يسمى بالقرص البروتوبانيات يشكل كواكب.
وقد لوحظ Webb هذا النظام الكوكبي من قبل Webb في وقت مبكر جدًا من تاريخه التنموي. النجم ، المسمى Yses-1 ، هو نفس كتلة الشمس. يدور الكواكبان على مسافة طويلة من النجم ، وربما يحتاج كل منهما إلى آلاف السنين لإكمال مدار واحد.
في حين أن الشمس تبلغ من العمر 4.5 مليار سنة تقريبًا ، إلا أن هذا النجم يبلغ من العمر 16 مليون عامًا تقريبًا ، وهو حديثي الولادة. فوجئ الباحثون عندما وجد أن الكواكب الوليدية التي لاحظها Webb كانت في مراحل مختلفة من التطوير.
يمتلك الأعمق بين الاثنين كتلة أكبر بحوالي 14 مرة من كوكب المشتري ويدور النجم على مسافة 160 مرة من تدور حول الأرض وأكثر من خمس مرات بقدر كوكبنا الخارجي لنظامنا الشمسي.
يحيط الكوكب بقرص من الغبار الصغير ، أو الحالة التي قد يتوقعها المرء في مرحلة مبكرة جدًا من التكوين عندما لا يزال مفتاحًا ، أو ربما إذا كان هناك تصادم من نوع ما أو أن يكون القمر في عملية التشكيل. ويب رصدت المياه وأول أكسيد الكربون في جوها.
يحتوي الكوكب الخارجي على كتلة أكبر من ست مرات أكبر من كوكب المشتري ويدور النجم في 320 ضعف مسافة الأرض إلى الشمس. يتم تحميل جوها بسحب السيليكات ، يختلف عن عمالقة الغاز في نظامنا الشمسي. اكتشف Webb أيضًا الميثان والماء وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ليس له قرص من المواد حوله.
وقال عالم الفيزياء الفلكية كيلان هوتش من معهد علوم التلسكوب في بالتيمور ، الذي قاد الدراسة هذا الأسبوع في مجلة “الطبيعة” ، إن المزيج المحير من السمات التي قدمها هذين الكواكب في نفس النظام توضح أن “المشهد المعقد الذي يشكل الكوكب ويوضح إلى أي مدى لا نعرف حقًا عن كيفية أن تكون أنظمة الكواكب ، بما في ذلك الدراسة الخاصة بنا”.
وقال هوش: “من الناحية النظرية ، يجب أن تتشكل الكواكب في نفس الوقت تقريبًا ، حيث يحدث تكوين الكوكب بسرعة إلى حد ما ، في غضون حوالي مليون عام”.
وأضاف هوش أن الغموض الحقيقي هو الموقع الذي تشكلت فيه الكواكب ، مشيرًا إلى أن مسافة المدارية من النجم المضيف أكبر مما كان متوقعًا إذا تشكلت في القرص البروتوبلاني.
“علاوة على ذلك ، لماذا لا يزال أحد الكوكب يحتفظ بمواد من حوله ، ويظل أحد السحب المميزة سيليكات مسألة كبيرة. هل نتوقع أن تشكل جميع الكواكب العملاقة بنفس الطريقة وتبدو كما هي إذا تشكلت في نفس البيئة؟
بالإضافة إلى جمع مجموعة من الاكتشافات حول الكون المبكر منذ أن أصبحت تعمل في عام 2022 ، قدمت Webb مساهمة كبيرة في دراسة الكواكب الخارجية مع ملاحظاته في أطوال الموجات القريبة والمتوسطة.
وقال هوش: “يكشف Webb عن جميع أنواع الفيزياء والكيمياء في الغلاف الجوي التي تحدث في الكواكب الخارجية التي لم نكن نعرفها من قبل ، وتتحدى حاليًا كل نموذج في الغلاف الجوي استخدمناه قبل Webb”.
(شارك في تقارير ويل دونهام ، تحرير روزالبا أوبراين)