חוקרים המשתמשים במצפה הכוכבים ALMA זיהו אדי מים בדיסק סביב כוכב צעיר, באזור שבו סביר להניח שכוכבי לכת ייווצרו. גילוי זה הוא מכריע מכיוון למים חיוניים לחיים וממלאים תפקיד מכריע בהיווצרות כוכבי לכת. הממצאים חושפים כמות ניכרת של מים, מה שמצביע על השפעתם הפוטנציאלית על ההרכב הכימי של כוכבי לכת מתעוררים. (קונספט האמן.) קרדיט: twoday.co.il.com
אדי מים התגלו בדיסק יוצרת כוכב לכת סביב כוכב צעיר, וחושף תנאים התורמים להיווצרות כוכבי לכת והשפעות אפשריות על הרכב כוכבי הלכת.
חוקרים מצאו אדי מים בדיסק סביב כוכב צעיר בדיוק במקום שבו עשויים להיווצר כוכבי לכת. מים הם מרכיב מפתח לחיים על פני כדור הארץ, ונחשבים גם למלא תפקיד משמעותי בהיווצרות כוכב לכת. עם זאת, עד כה, מעולם לא הצלחנו למפות כיצד המים מתפזרים בדיסק יציב וקריר – סוג הדיסק שמציע את התנאים הנוחים ביותר לכוכבי לכת להיווצר סביב כוכבים. הממצאים החדשים התאפשרו הודות למערך Atacama Large Millimeter/Sub Millimeter (אלמא), שבו מצפה הכוכבים הדרומי האירופי (ESO) הוא שותף.
תצפיות מדהימות עם ALMA
"מעולם לא תיארתי לעצמי שנוכל לצלם תמונה של אוקיינוסים של אדי מים באותו אזור שבו כוכב לכת עשוי להיווצר", אומר סטפנו פאצ'יני, אסטרונום מאוניברסיטת מילאנו, איטליה, שהוביל את המחקר שפורסם ב-29 בפברואר ב אסטרונומיה של הטבע. התצפיות חושפות לפחות פי שלושה יותר מים מאשר בכל האוקיינוסים של כדור הארץ בדיסק הפנימי של הכוכב הצעיר דמוי השמש HL Tauri, הממוקם במרחק של 450 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים מזל שור.
אסטרונומים מצאו אדי מים בדיסק סביב כוכב צעיר בדיוק במקום שבו עשויים להיווצר כוכבי לכת. בתמונה זו, התצפיות החדשות ממערך Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA), שבו ESO שותפה, מציגות את אדי המים בגווני כחול. ליד מרכז הדיסק, שבו חי הכוכב הצעיר, הסביבה חמה יותר והגז בהיר יותר. הטבעות בגוון האדום הן תצפיות קודמות של ALMA המראות את התפלגות האבק סביב הכוכב. קרדיט: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et al.
"זה באמת מדהים שאנחנו יכולים לא רק לזהות אלא גם לצלם תמונות מפורטות ולפתור אדי מים במרחב במרחק של 450 שנות אור מאיתנו", מוסיף מחבר שותף לאונרדו טסטי, אסטרונום מאוניברסיטת בולוניה, איטליה. התצפיות ה"פתורות במרחב" עם ALMA מאפשרות לאסטרונומים לקבוע את התפלגות המים באזורים שונים של הדיסק. "לקחת חלק בתגלית כה חשובה בדיסק HL Tauri האייקוני הייתה מעבר למה שציפיתי אי פעם עבור חווית המחקר הראשונה שלי באסטרונומיה", מוסיף מתיו ונדר דונקט מאוניברסיטת ליאז', בלגיה, שהיה סטודנט לתואר שני כאשר השתתף במחקר.
הדיסק הפרוטופלנטרי של HL Tauri מ-ALMA. מה שנקרא "דיסקיות ALMA" כפי שניתן לראות באור אינפרא אדום סביב כוכבים רחוקים. קרדיט: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NSF
תפקיד המים בהיווצרות כוכב לכת
כמות משמעותית של מים נמצאה באזור שבו קיים פער ידוע בדיסק HL Tauri. פערים בצורת טבעת נחצבים בדיסקים עתירי גז ואבק על ידי מסלול סביב גופים צעירים דמויי כוכב לכת כשהם אוספים חומר וגדלים. "התמונות האחרונות שלנו חושפות כמות ניכרת של אדי מים בטווח של מרחקים מהכוכב הכוללים פער שבו כוכב לכת עשוי להיווצר בזמן הנוכחי", אומר פאצ'יני. זה מצביע על כך שאדי מים אלה יכולים להשפיע על ההרכב הכימי של כוכבי לכת הנוצרים באזורים אלה.
תמונה זו מציגה את האזור בו נמצאת HL Tauri. HL Tauri הוא חלק מאחד מאזורי יצירת הכוכבים הקרובים ביותר לכדור הארץ, ובסביבתו נמצאים כוכבים צעירים רבים, כמו גם ענני אבק. תמונה זו נוצרה מתמונות המהוות חלק מסקר שמיים דיגיטלי 2. קרדיט: ESO/סקר שמיים דיגיטלי 2
התבוננות במים באמצעות טלסקופ קרקעי אינה דבר של מה בכך שכן אדי המים השופעים באטמוספירה של כדור הארץ משפילים את האותות האסטרונומיים. ALMA, המופעלת על ידי ESO יחד עם שותפיה הבינלאומיים, היא מערך טלסקופים במדבר אטקמה הצ'יליאני בגובה של כ-5,000 מטר שנבנה בסביבה גבוהה ויבשה במיוחד כדי למזער את ההידרדרות הזו, תוך מתן תנאי תצפית יוצאי דופן. "עד היום, ALMA הוא המתקן היחיד שמסוגל לפתור מים בדיסק קריר היוצר כוכבי לכת", אומר מחבר שותף ווטר ולמינגס, פרופסור ב- אוניברסיטת צ'אלמרס לטכנולוגיה בשוודיה.(1)
סרטון זה לוקח אותך למיקומו של HL Tauri בקבוצת הכוכבים מזל שור, במרחק של 450 שנות אור מכדור הארץ. תחילת הרצף מציגה מבט רחב, כולל צבירי הכוכבים הפליאדות וההיאדס בעין בלתי מזוינת. לאחר מכן הוא מתקרב לתמונה מפורטת מאוד של אור גלוי מה- נאס"א/ESA טלסקופ החלל האבל ומסתיים בתצפיות ALMA על אדי מים בדיסק HL Tauri. קרדיט: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/N. Risinger (skysurvey.org). מוזיקה: אסטרל אלקטרוני
השלכות על מחקר עתידי
"זה באמת מרגש לראות ישירות, בתמונה, מולקולות מים המשתחררות מחלקיקי אבק קפואים", אומרת אליזבת האמפריז, אסטרונומית ב-ESO שגם השתתפה במחקר. גרגרי האבק המרכיבים דיסק הם זרעי היווצרות כוכבי לכת, מתנגשים ומתקבצים לגופים גדולים יותר ויותר המקיפים את הכוכב. אסטרונומים מאמינים שבמקום בו קר מספיק כדי שהמים יקפאו על חלקיקי אבק, הדברים נצמדים זה לזה בצורה יעילה יותר – מקום אידיאלי להיווצרות כוכבי לכת. "התוצאות שלנו מראות כיצד נוכחות מים עשויה להשפיע על התפתחותה של מערכת פלנטרית, בדיוק כמו שהייתה לפני כ-4.5 מיליארד שנים במערכת השמש שלנו", מוסיף פאצ'יני.
עם שדרוגים המתרחשים בטלסקופ ה-Extremely Large Telescope (ELT) של ALMA ו-ESO שייכנסו לרשת בתוך העשור, היווצרות כוכב הלכת והתפקיד שהמים ממלאים בו יתבררו מתמיד. במיוחד, METIS, מד-אינפרא אדום ELT וספקטרוגרף, יעניק לאסטרונומים תצוגות ללא תחרות של האזורים הפנימיים של דיסקים יוצרי כוכב לכת, שבהם נוצרים כוכבי לכת כמו כדור הארץ.
HL Tauri הוא כוכב צעיר מוקף בדיסק מאובק יוצא דופן. הוא ממוקם בקבוצת הכוכבים המפורסמת של מזל שור (השור) המוצגת בתמונה זו, קרוב לצבירי כוכבי פליאדות ו-Hyades בעין בלתי מזוינת. כוכב זה קלוש מכדי לראותו בטלסקופים קטנים. קרדיט: ESO, IAU ו-Sky & Telescope
הערות
- התצפיות החדשות השתמשו במקלטי Band 5 ו-Band 7 ב-ALMA. להקות 5 ו-7 היו פיתוחים אירופיים, ב-Chalmers/NOVA (בית הספר למחקר של הולנד לאסטרונומיה) וב-IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique), בהתאמה, עם מעורבות של ESO. Band 5 הרחיב את ALMA לתחום תדרים חדש במיוחד לאיתור והדמיה של מים ביקום המקומי. במחקר זה, הצוות צפה בשלושה קווים ספקטרליים של מים על פני שני טווחי תדר המקלט כדי למפות גז בטמפרטורות שונות בתוך הדיסק.
הצוות מורכב מ-S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, איטליה), L. Testi (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi", Università di Bologna, איטליה), E. Humphreys (מצפה הכוכבים הדרומי האירופי , גרמניה, מצפה הכוכבים המשותף ALMA, צ'ילה; מצפה הכוכבים הדרומי האירופי Vitacura, צ'ילה), M. Vander Donckt (מכון למדעי החלל, טכנולוגיות ואסטרופיזיקה (STAR), אוניברסיטת ליאז', בלגיה), A. Isella (המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה) , אוניברסיטת רייס, ארה"ב (רייס)), ר' ורזוסק (אורז), א. בודרי (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Univ. de Bordeaux, CNRS, צרפת), MD Grey (המכון הלאומי למחקר אסטרונומי של תאילנד, תאילנד) , AMS Richards (JBCA, אוניברסיטת מנצ'סטר, בריטניה), W. Vlemmings (מחלקת החלל, כדור הארץ והסביבה, אוניברסיטת צ'אלמרס לטכנולוגיה, שוודיה).
