צוות בינלאומי של אסטרונומים הצליח לתעד בפעם הראשונה את השלבים המוקדמים בהיווצרות כוכבי לכת סביב שמש צעירה. בעבר הצליחו חוקרים לתעד כוכבי לכת מסיביים צעירים בדיסקת הגז והאבק סביב כוכב חדש, אבל כעת הם הצליחו "לחזור בזמן" לראשית התהליך הזה ולזהות את תחילת התגבשותם של כוכבי הלכת.
"אנחנו רואים מערכת שנראית כמו מערכת השמש שלנו כשרק החלה להיווצר", אמרה מרל ון ט’הוף (van ‘t Hoff) מאוניברסיטת פרדיו בארצות הברית, ממובילי המחקר. "המערכת הזו היא אחת הטובות ביותר לחקר תהליכים שהתרחשו במערכת השמש שלנו".
2 צפייה בגלריה
סילונים של סיליקון חד-חמצני סביב הכוכב HOPS-315. הכחולים מתקרבים אלינו, והאדומים – מתרחקים
(צילום: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al / AFP PHOTO)
החוקרים מדווחים במאמר שפורסם אמש (יום ד') בכתב העת Nature כי עשו את התצפית סביב הכוכב HOPS-315, ששוכן כ-1,300 שנות אור מאיתנו. זהו “כוכב תינוק” שדומה לשמש שלנו בראשית התפתחותה, לפני כ-4.5 מיליארד שנים.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
הפעילות הסודית של הכרומוזום השקט
הטעות שמעלה את לחץ הדם
מי שמגרגר גם מברבר
במערכת השמש שלנו אפשר לשחזר את ההיסטוריה באמצעות ניתוח ההרכב של מטאוריטים ששרדו מראשית ימיה, וחוקרים שעשו זאת גילו כי הם מכילים כמות גדולה של סיליקון חד-חמצני (SiO). החומר הזה יכול להתמצק גם בטמפרטורות הגבוהות יחסית שאפיינו את אותה דיסקה קדומה, והחוקרים סבורים כי גבישים ראשוניים כאלה סביב הכוכב הצעיר ספחו עוד ועוד חומר, צברו מסה ונפח והפכו לליבות כוכבי הלכת.
תהליך שלא ראינו
החוקרים זיהו את החתימה הכימית של גבישים כאלה סמוך לשמש הצעירה בתצפיות בטלסקופ החלל ג’יימס וב. הם זיהו סיליקון חד-חמצני גם במצב גזי וגם במצב מוצק, מה שמרמז על כך שהגבישים האלה רק מתחילים להיווצר שם. “זה תהליך שמעולם לא ראינו בדיסקה קדם-פלנטרית, או בשום מקום אחר מחוץ למערכת השמש שלנו”, אמר חוקר נוסף בצוות, אדווין ברגין (Bergin) מאוניברסיטת מישיגן.
כדי למקם היכן בדיוק נמצאים הגבישים ביחס לכוכב הצעיר, נעזרו החוקרים בטלסקופ הרדיו ALMA בצ’ילה, שאחד השותפים בו הוא מצפה הכוכבים האירופי הדרומי (ESO). המדידות המדויקות שמאפשר מערך האנטנות הזה סייעו להם לקבוע כי הגבישים המוצקים של סיליקון חד-חמצני נמצאים במרחק של כ-2.2 יחידות אסטרונומיות מהכוכב, כ-330 מיליון קילומטרים.
2 צפייה בגלריה
צילומים של סילוני גז סיליקון חד-חמצני סביב הכוכב הצעיר HOPS-315, שהופקו בעזרת מדידות של טלסקופ ALMA. מימין: הדמיה בעיני אמן של התגבשות הסיליקון לגושים מוצקים שמתפתחים לכוכבי הלכת
(צילום: ESO/L. Calçada/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al)
זה פחות או יותר המרחק של חגורת האסטרואידים הגדולה מהשמש שלנו. "אנו רואים את המינרלים האלה במערכת שמש אחרת, באותו מיקום שאנו רואים אותם באסטרואידים במערכת השמש שלנו", אמר שותף נוסף במחקר, לוגן פרנסיס (Francis) מאוניברסיטת ליידן בהולנד.
החוקרים מקווים כי הגילוי החדש יסייע להבין תהליכי התפתחות של כוכבי לכת בכלל, וגם ישפוך אור חדש על ראשית ימיה של מערכת השמש שלנו. "HOPS-315 מייצג הזדמנות ייחודית לחקור את התנאים הפיזיקליים והכימיים בשלבים המוקדמים ביותר של היווצרות כוכבי לכת, שעד כה היו נגישים לנו רק באמצעות חקר מטאוריטים", כתבו החוקרים בסיכום המאמר.
"במבט רחוק יותר, המחקר הזה מעלה את השאלה אם דיסקות קדם-פלנטריות אחרות עוברות את אותם מסלולים אבולוציוניים שאפיינו את התפתחות מערכת השמש שלנו", כתב פרד סיסלה (Ciesla) מאוניברסיטת שיקגו במאמר פרשנות על המחקר. "זה ידרוש חיפוש דיסקות קדם-פלנטריות דומות לזו של HOPS-315, אבל המחקר הנוכחי מראה שאנו בהחלט יכולים לעשות זאת".
איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
