SciTechDaily

ניקולס

טלסקופ ווב לוכד התנגשות אסטרואיד מסיבית במערכת הכוכבים השכנה

אסטרונומים צפו בהתנגשות אסטרואיד ענקית בבטא פיקטוריס, תוך שימוש בנתונים מהטלסקופים ווב ושפיצר. האירוע, שהתרחש לפני 20 שנה, מציע תובנות חדשות לגבי היווצרות פלנטרית מוקדמת במערכת הכוכבים הצעירה הזו. (קונספט האמן.) קרדיט: נאס"א

תצפיות חדשות מדגישות את התהליכים ההפכפכים המעצבים מערכות כוכבים כמו שלנו, ומציעות הצצה ייחודית לשלבים הקדומים של היווצרות כוכבי הלכת.

אסטרונומים תפסו תמונת מצב של התנגשות אסטרואיד ענקית בבטא פיקטוריס, וחשפו תובנות לגבי היווצרות פלנטרית מוקדמת. המחקר, באמצעות נתונים מטלסקופי החלל ג'יימס ווב ושפיצר, עקב אחר שינויים באבק סביב הכוכב. הממצאים מצביעים על התנגשות מסיבית לפני 20 שנה, ששינתה את ההבנה שלנו לגבי התפתחות מערכת הכוכבים הצעירה הזו.

התנגשות מסיבית ב-Beta Pictoris Star System

אסטרונומים תפסו מה שנראה כמו תמונת מצב של התנגשות מסיבית של אסטרואידים ענקיים בבטא פיקטוריס, מערכת כוכבים שכנה הידועה בגילה המוקדם ובפעילות סוערת של יצירת כוכבי לכת.

התצפיות מדגישות את התהליכים ההפכפכים המעצבים מערכות כוכבים כמו שלנו, ומציעות הצצה ייחודית לשלבים הקדומים של היווצרות כוכבי הלכת.

"ביתא פיקטוריס נמצאת בגיל שבו היווצרות כוכבי לכת באזור כוכבי הלכת הארציים עדיין מתמשכת באמצעות התנגשויות אסטרואידים ענקיות, כך שמה שיכולנו לראות כאן הוא בעצם כיצד נוצרים כוכבי לכת סלעיים וגופים אחרים בזמן אמת", אמרה כריסטין צ'ן, א. אסטרונום מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס שהוביל את המחקר.

התובנות הוצגו ב-10 ביוני במפגש ה-244 של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה במדיסון, ויסקונסין.

תצפיות בטא פיקטוריס שפיצר ו-JWST אבק

שני טלסקופי חלל שונים צילמו צילומי מצב בהפרש של 20 שנה של אותו אזור סביב הכוכב שנקרא בטא פיקטוריס. מדענים משערים שכמות האבק העצומה שנראתה בתמונה של 2004–2005 מטלסקופ החלל שפיצר מצביעה על התנגשות של אסטרואידים שהתפנו במידה רבה עד שטלסקופ החלל ג'יימס ווב תפס את תמונותיו בשנת 2023. קרדיט: Roberto Molar Candanosa/Johns אוניברסיטת הופקינס, עם אמנות קונספט בטא פיקטוריס מאת לינט קוק/נאס"א

שינויים משמעותיים בחתימות אנרגיית אבק

הצוות של חן זיהה שינויים משמעותיים בחתימות האנרגיה הנפלטות מגרגרי אבק סביב בטא פיקטוריס על ידי השוואה של נתונים חדשים מה- טלסקופ החלל ג'יימס ווב עם תצפיות של טלסקופ החלל שפיצר מ-2004 ו-2005. בעזרת המדידות המפורטות של ווב, הצוות עקב אחר הרכב חלקיקי האבק וגודלם באזור המדויק שניתח בעבר על ידי שפיצר.

בהתמקדות בחום הנפלט על ידי סיליקטים גבישיים – מינרלים שנמצאים בדרך כלל סביב כוכבים צעירים כמו גם על כדור הארץ וגופים שמימיים אחרים – המדענים לא מצאו עקבות לחלקיקים שנראו בעבר בשנים 2004-05. זה מרמז על התנגשות קטקליזמית שהתרחשה בין אסטרואידים וחפצים אחרים לפני כ-20 שנה, וריסקה את הגופות לחלקיקי אבק עדינים הקטנים יותר מאבקה או אבקת סוכר, אמר צ'ן.

מערכת הבטא פיקטוריס סטאר

בטא פיקטוריס היא מערכת כוכבים צעירה הממוקמת במרחק של כ-63 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים פיקטור. בטא פיקטוריס, הידועה בגילה של כ-20 מיליון שנה, צעיר משמעותית ממערכת השמש בת 4.5 מיליארד השנים שלנו, מעניינת במיוחד אסטרונומים החוקרים היווצרות כוכבי הלכת. המערכת מארחת דיסקית פסולת בולטת, המעידה על היווצרות כוכבי לכת מתמשכת, ויש לה לפחות שני ענקי גז ידועים, Beta Pictoris b ו-c. התהליכים הדינמיים בתוך ביתא פיקטוריס, כולל התנגשויות תכופות ובליית חלל, מציעים תובנות חשובות לגבי השלבים המוקדמים של התפתחות פלנטרית והיווצרות כוכבי לכת יבשתיים.

עדות התנגשות קטקליזמית

"אנחנו חושבים שכל האבק הזה הוא מה שראינו בתחילה בנתוני שפיצר מ-2004 ו-2005", אמר צ'ן, שהוא גם אסטרונום במכון המדע של טלסקופ החלל. "עם הנתונים החדשים של ווב, ההסבר הטוב ביותר שיש לנו הוא שלמעשה, היינו עדים לתוצאות של אירוע נדיר, קטקליזמי בין גופים גדולים בגודל אסטרואיד, המסמן שינוי מוחלט בהבנתנו את מערכת הכוכבים הזו."

הנתונים החדשים מראים כי אבק שהתפזר החוצה על ידי קרינה מהכוכב המרכזי של המערכת אינו ניתן לזיהוי, אמר צ'ן. בתחילה, אבק ליד הכוכב התחמם ופלט קרינה תרמית שהמכשירים של שפיצר זיהו. עכשיו, אבק שהתקרר כשהתרחק מהכוכב כבר לא פולט את התכונות התרמיות האלה.

תופעת האבק הנעלם

כששפיצר אסף את הנתונים המוקדמים יותר, מדענים הניחו שמשהו כמו גופים קטנים שנטחנים מטה יתערבב וימלא את האבק בהתמדה לאורך זמן. אבל התצפיות החדשות של ווב מראות שהאבק נעלם ולא הוחלף. כמות האבק שנבעטה היא בערך פי 100,000 מגודל האסטרואיד שהרג את הדינוזאורים, אמר צ'ן.

בטא פיקטוריס, הממוקמת במרחק של כ-63 שנות אור מכדור הארץ, היא זה מכבר מוקד משיכה לאסטרונומים בגלל קרבתה ותהליכים אקראיים שבהם התנגשויות, בליה בחלל וגורמים אחרים של יצירת כוכבי לכת יכתיבו את גורל המערכת.

בטא פיקטוריס: מערכת כוכבים צעירים

בגיל 20 מיליון שנה בלבד – בהשוואה למערכת השמש בת 4.5 מיליארד השנים שלנו – בטא פיקטוריס נמצאת בעידן מפתח שבו נוצרו כוכבי לכת ענקיים, אך ייתכן שכוכבי לכת ארציים עדיין מתפתחים. יש לו לפחות שני ענקי גז ידועים, Beta Pic b ו-c, המשפיעים גם על האבק והפסולת שמסביב.

"השאלה שאנו מנסים להקשר היא האם כל התהליך הזה של היווצרות כוכבי לכת יבשתיים וענקיים הוא שכיח או נדיר, והשאלה הבסיסית עוד יותר: האם מערכות פלנטריות כמו מערכת השמש הן נדירות כל כך?" אמר המחבר קאדין וורת'ן, דוקטורנט לאסטרופיזיקה בג'ונס הופקינס. "אנחנו בעצם מנסים להבין כמה אנחנו מוזרים או ממוצעים."

יכולת ללא תחרות של טלסקופ ווב

התובנות החדשות גם מדגישות את היכולת שאין כמותה של טלסקופ ווב לחשוף את המורכבויות של כוכבי לכת ומערכות כוכבים, כך מדווח הצוות. הם מציעים רמזים מרכזיים לאופן שבו הארכיטקטורות של מערכות שמש אחרות דומות לשלנו, וסביר להניח שיעמיקו את הבנתם של המדענים לגבי האופן שבו סערה מוקדמת משפיעה על האטמוספרות של כוכבי הלכת, תכולת המים והיבטים מרכזיים אחרים של יכולת המגורים.

"רוב התגליות של JWST מגיעות מדברים שהטלסקופ זיהה ישירות", אמר מחבר שותף Cicero Lu, דוקטורנט לשעבר של ג'ונס הופקינס לאסטרופיזיקה. "במקרה הזה, הסיפור קצת שונה כי התוצאות שלנו מגיעות ממה ש-JWST לא ראה."

מחקר שיתופי ומימון

מחברים נוספים הם Yiwei Chai ואלכסיס לי מג'ונס הופקינס; David R. Law, BA Sargent, GC Sloan, Julien H. Girard, Dean C. Hines, Marshall Perrin ולורן Pueyo ממכון מדעי טלסקופ החלל; קארי מ. ליסה מהמעבדה לפיזיקה יישומית של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס; דן מ. ווטסון מאוניברסיטת רוצ'סטר; Jens Kammerer ממצפה הכוכבים הדרומי של אירופה; איזבל רבולידו מה- סוכנות החלל האירופית; וכריסטופר סטארק מ נאס"א מרכז טיסות החלל גודארד.

המחקר נתמך על ידי מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי תחת מענק מס' 80NSSC22K1752.

ניקולס