كيف تشكل الكواكب هو أحد الأسئلة الرئيسية في علم الفلك. لكن هذه مهمة صعبة في أحسن الأحوال ، بالنظر إلى مسافات المراقبة. قال ديفيد ويلنر من مركز هارفارد سميثسونيان لعلم الفلك في حديثه في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية هذا الأسبوع: "هذا موضوع شاسع به العديد من التحديات". "ولكن على مدار العقود القليلة الماضية بملاحظات حول أنظمة النجوم القريبة ، وصلنا إلى الخطوط العريضة الأساسية لعملية تكوين النظام الشمسي".
هناك بضع عقبات يجب التغلب عليها في دراسة الأقراص الكوكبية الأولية. أولاً ، الجزء الأكبر من كتلة القرص بارد ومظلم ، حيث لا يشع الهيدروجين الجزيئي. يتم فحص هذه المناطق فقط من خلال زوجين من المكونات الصغيرة: الانبعاثات الحرارية من الغبار والضوء المتناثر من النجم.
ثانياً ، إن كمية "الأشياء" التي ينظر إليها علماء الفلك صغيرة في الواقع. عادة ، تكون كمية مادة الكواكب الأولية حوالي 1/100 من كتلة النجم ، وحوالي 1/4000 من الدرجة في السماء.
من خلال رصد العديد من الأنظمة مع العديد من التلسكوبات ، يمكننا أن نرى أنظمة القرص هذه في مجموعة متنوعة من الأطوال الموجية في محاولة لرؤية كل من النجم ومكونات القرص. قال ويلنر إن هناك خاصيتين مهمتين بشكل خاص يجب معرفتهما: كتل القرص بشكل عام ، حيث أن اللمعان يتناسب طرديًا مع الكتلة ، والثاني هو عمر القرص. من المعرفة الحالية ، يتفرق قرص الغبار بنسبة 50 ٪ في 3 ملايين سنة ، و 90 ٪ بمقدار 5 ملايين سنة.
كمثال ، ناقش ميلنر سديم Rho Ophiuchi ، (الصورة أعلاه) ، الموجود بالقرب من كوكبي Scorpius و Ophiuchus ، على بعد حوالي 407 سنة ضوئية من الأرض.
"سحابة Rho Oph مذهلة ، مع مناطق مظلمة جميلة عبارة عن أعمدة من الغاز والغبار تطفئ حقل نجمة الخلفية. هذه هي المادة التي تشكل النجوم والكواكب ".
قال ويلنر إن الخطوات في تشكيل النظام الشمسي هي كما يلي: أولاً تشكيل قرص النجم الأولي البدائي ، ثم قرص الكواكب الأولية ، ثم قرص الحطام داخل نظام الكواكب.
لكن المشاكل الرئيسية في فهمنا تكمن في أن الفلكيين لم يروا بالفعل جميع الخطوات في هذه العملية ، ولا يمكنهم أن يثبتوا بشكل مباشر أن هذه الأقراص المبكرة تستمر لتشكيل الكواكب. هناك العديد من القرائن ، مثل تشكل فجوات في الغبار حول مجموعات من المواد ، تشبه الفجوات في حلقات زحل حول الأقمار.
على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية ، تمت دراسة الأقراص الكواكب الأولية بمقاييس التداخل المختلفة في مرصد كيك على ماونا كيا بأطوال موجية مختلفة من .87 ميكرون إلى 7 مم. وفي السنوات الخمس الماضية ، أعطى تلسكوب سبيتزر قدراته تحت الحمراء لتعزيز معرفتنا لفهمنا الحالي. ولكن قريبًا ، قد يوفر تلسكوب جديد في الصحراء الشيلية المرتفعة الدقة اللازمة لتقديم لمحة ليس فقط عن الفجوات في الأقراص ، ولكن أيضًا نافذة جديدة حول كيفية تشكل المواد حول الكواكب الناشئة أقمارًا. صفيف Atacama الكبير المليمتر / دون المليمتر (ALMA) ، سيعمل على أطوال موجية من 0.3 إلى 9.6 ملم.
من الواضح أن ويلنر يتطلع إلى تفعيل قدرات المراقبة لهذه المجموعة. من المقرر الانتهاء منه في عام 2012 ، ستساعد ALMA في سد "الفجوات" في معرفتنا حول تكوين الكواكب.
المصدر: عرض اجتماع AAS ، مع توضيح من كريس لينتوت
