حلقه‌های “پیش سیاره‌ای” چگونه شکل می‌گیرند؟

در فاصله‌ی ۴۵۰ سال نوری دورتر، ستاره‌ای جوان در مرکز سامانه‌ی حلقه‌های هم مرکز، تشکیل شده از گاز و غبار، مشغول تولید سیاره است؛ هر فاصله‌ی میان حلقه‌ای، نشان‌دهنده‌ی تشکیل یک سیاره است.

HL Tau protoplanetary disk

تصویری از سامانۀ ستاره‌ای HL Tauri

این اکتشاف باعث لرزیدن ستون نظریه‌های خاستگاه سامانه خورشیدی ما شد. “مایر هومی” دانشمند موسسه پلی تکنیک روچستر، معتقد است این اکتشاف، هدف مطالعاتی شایسته‌ای برای نظریه‌های در مورد حلقه‌های پیش سیاره‌ای و ستاره‌ها فراهم می‌سازد.

ستارهٔ HL Tauri در صورت فلکی گاو واقع شده و توجه همگان را به فرضیه “پیر سیمون لاپلاس” که در سال ۱۷۹۶ ارائه داد، جلب کرده است. این فرضیه اذعان داشت ابرهای آسمانی از جنس گاز و غبار در اطراف ستاره‌های جدید، چگال شده و حلقه و سپس سیاره شکل می‌دهند. تصویری جالب از این ستاره توسط آرایه تلسکوپی آلما در سال ۲۰۱۴ به ثبت رسیده که اولین تصویر با جزئیات بالا از حلقه‌های سیاره‌ای بود. این تصویر، تاییدی بصری بر فرضیه لاپلاس محسوب می‌شود.

هومی در این باره گفت: «ما می‌توانیم ابرهای گازی بسیاری را در کیهان مشاهده کنیم که به یک سامانه خورشیدی تبدیل می‌شوند. داده‌های مشاهداتی تازه نشان می‌دهند سامانه‌های خورشیدی بسیار زیادی در کیهان وجود دارد و ممکن است برخی از آنها انواع مختلفی از حیات را در خود داشته باشند.» هومی و همچنین بزرگترین اخترشناسان تاریخ، در مورد شکل‌گیری سامانه‌های خورشیدی و تکامل آنها در کیهان کنجکاو بودند. چطور این سامانه‌ها شکل می‌گیرند و چه مسیری را در آینده دنبال خواهند کرد؟

studyinnatur

هومی در این باره گفت: «مشکل اصلی‌ای که هنوز هم با آن سر و کار داریم این است که چطور یک ابر اولیه گازی می‌تواند تحت نیروی گرانش خود رشد کرده و سامانهٔ ستاره‌ای بسازد.» هومی از معادلات اویلر-پویزن استفاده می‌کند. این معادلات به توصیف رشد و تکامل ابرهای گازی پرداخته و ۶ معادله را به ۳ معادله بدل کرده تا در مورد ابرهای گازی با چرخش متقارن محوری اعمال شود.

هومی در مقاله خود، مایع موجود در ابر گازی اولیه را لایه لایه و فشردگی ناپذیر توصیف کرده و راه حل‌هایی با توجه به فاکتور زمان می‌نویسد تا تکامل الگوهای چگالی و نوسان در ابر را مورد مطالعه قرار دهد. کار هومی نشان می‌دهد با داشتن شرایط مناسب، ممکن است حلقه‌هایی از ابر غبار و گاز شکل گرفته و به این فرضیه لاپلاس قدرت بخشد که سامانه خورشیدی ما از ابر غبار و گاز مشابهی در اطراف خورشید شکل گرفته است.

هومی اضافه کرد: «من توانستم ۳ راه حل تحلیلی ارائه کنم که نشان می‌دهند حلقه‌ها می‌توانند شکل بگیرند؛ بینشی که نمی‌توان از معادلات اصلی بیرون کشید. چالش اصلی این است که نشان دهیم حلقه‌ها می‌توانند پیشروی کرده و به سیاره تبدیل شوند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Journal of Mathematical Physics منتشر شده است.

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید