اكتشف تلسكوب سبيتزر الفضائي لأول مرة بلورات صغيرة شبيهة بالكوارتز مرشوشة في أنظمة الكواكب الصغيرة. إذن ما الذي يحدث في هذه الأقراص الكوكبية لإنشاء هذا النوع من المواد؟ تشير النتائج إلى أن موجات الصدمة من الغاز المتطاير والغبار هي المسؤولة عن خلق أشياء من الكواكب في جميع أنحاء الكون. قال ويليام فورست من جامعة روتشستر ، نيويورك: "لقد أعطانا سبيتزر فكرة أفضل عن كيفية إنتاج المواد الخام للكواكب في وقت مبكر جدًا ، من خلال دراسة أنظمة النجوم الأخرى ، يمكننا التعرف على بدايات أنظمتنا الخاصة. الكواكب قبل 4.6 مليار سنة ". السؤال الكبير هو ، مع هذه البلورات ، هل يستطيع الفلكيون التنبؤ بالمستقبل؟ (أنا فقط أمزح)
تولد الكواكب من أقراص الغبار والغازات التي تدور حول النجوم الشابة. تبدأ في شكل مجرد حبيبات من الغبار تسبح في قرص من الغاز والغبار ، قبل أن تتجمع معًا لتشكل كواكب كاملة. خلال المراحل الأولى من تطور الكوكب ، تتبلور حبيبات الغبار وتلتصق ببعضها البعض ، بينما يبدأ القرص نفسه في الاستقرار والتسطح. يحدث هذا في ملايين السنوات الأولى من حياة النجم.
عندما استخدم فورست وزملاؤه سبيتزر لفحص خمسة أقراص صغيرة تشكل الكواكب على بعد حوالي 400 سنة ضوئية ، اكتشفوا توقيع بلورات السيليكا. تتكون السليكا من السيليكون والأكسجين فقط وهي المكون الرئيسي في الزجاج. عند الذوبان والتبلور ، يمكن أن يجعل بلورات الكوارتز السداسية الكبيرة غالبًا ما يتم بيعها كرموز رمزية. عند تسخينها إلى درجات حرارة أعلى ، يمكن أن تشكل أيضًا بلورات صغيرة مثل تلك الموجودة عادة حول البراكين.
هذا الشكل ذو درجة الحرارة العالية من بلورات السيليكا ، وتحديداً كريستوبالايت وتريديت ، هو ما وجده فريق فورست في أقراص تشكل الكوكب حول النجوم الأخرى للمرة الأولى. قال سارجينت: "كريستوباليت و ترايدمايت هما بشكل أساسي أشكال من درجات حرارة عالية من الكوارتز". "إذا قمت بتسخين بلورات الكوارتز ، فستحصل على هذه المركبات."
في الواقع ، تتطلب البلورات درجات حرارة تصل إلى 1220 كلفن (حوالي 1740 درجة فهرنهايت) لتشكيلها. لكن الأقراص الصغيرة المكونة للكوكب هي فقط حوالي 100 إلى 1000 كلفن (حوالي 280 درجة فهرنهايت إلى 1340 فهرنهايت) - بارد جدًا بحيث يصعب صنع البلورات. نظرًا لأن البلورات تتطلب تسخينًا يتبعه تبريد سريع لتشكيلها ، افترض علماء الفلك أن موجات الصدمة قد تكون السبب.
يُعتقد أن موجات الصدمة ، أو موجات الضغط الأسرع من الصوت ، يتم إنشاؤها في أقراص تشكل الكوكب عندما تصطدم غيوم الغاز التي تدور حولها بسرعات عالية. يعتقد بعض المنظرين أن موجات الصدمة قد تصاحب أيضًا تكوين كواكب عملاقة.
لذا ربما يستطيع الفلكيون التنبؤ بنوع الكواكب في هذا النظام الشمسي المشكل حديثًا!
النتائج تتوافق مع الأدلة المحلية من نظامنا الشمسي. يُعتقد أيضًا أن الحصى الكروية ، التي تُدعى الغضروف ، الموجودة في النيازك القديمة التي سقطت على الأرض ، تبلورت بواسطة موجات الصدمة في القرص الصغير الذي يشكل النظام الشمسي في نظامنا الشمسي. بالإضافة إلى ذلك ، عثرت مهمة Stardust من وكالة ناسا على المعادن الثلاثية في المذنب Wild 2.
قاد فورست وطالب الدراسات العليا في جامعة روتشستر بن سارجنت البحث الذي سيتم نشره في مجلة الفيزياء الفلكية.
المصدر: Caltech
