ستاره شناسان ارتباط جدیدی بین آب و تشکیل سیاره کشف کرده اند

این اولین باری است که یک تلسکوپ زمینی موفق می‌شود در تصاویر رصدهای خود وجود آب را در دیسک سیاره‌زایی یک ستاره جوان نشان دهد.

پژوهشگران در دیسک اطراف یک ستاره جوان بخار آب کشف کرده‌اند؛ یعنی دقیقاً جایی که احتمالاً سیارات جدیدی درحال شکل گیری هستند. آب یک ماده ضروری برای حیات روی زمین است و گمان می‌رود نقشی مهم نیز در شکل‌گیری سیارات داشته باشد. اما این اولین‌باری است که اخترشناسان توانسته‌اند چگونگی توزیع آب را در یک دیسک سیاره‌زایی پایدار و سرد ببینند.

اخترشناسان نتایج مطالعه خود را در ژورنال Nature Astronomy منتشر کرده‌اند. ثبت تصویری از مقادیر فراوان بخار آب در ناحیه‌ای که احتمالاً محل تولد یک سیاره است، برای آن‌ها غافلگیرکننده بود. رصدها نشان می‌دهند که در دیسک داخلی ستاره جوان و خورشیدسان HL ثوری حداقل سه برابر تمام آب‌های اقیانوس‌های زمین آب وجود دارد. این ستاره در فاصله ۴۵۰ سال نوری از زمین و در صورت‌فلکی گاو یا ثور قرار دارد.

این رصدها با گیرنده‌های باند ۵ و ۷ تلسکوپ رادیویی آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA) متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا انجام شدند. باند ۵ ابزاری است که تلسکوپ را قادر می‌سازد در کیهان نزدیک به خورشید آب را شناسایی و از آن عکس‌برداری کند. اخترشناسان مطالعه حاضر سه خط طیفی آب را با دماهای متفاوت داخل دیسک مشاهده کردند.

وضوح فضایی بالای رصدهای ALMA اخترشناسان را قادر ساخت تا توزیع آب را در بخش‌های مختلف دیسک تعیین کنند. مقادیر قابل‌توجهی از آب در بخشی از دیسک HL ثوری که دارای یک شکاف است پیدا شد. این شکاف‌ها در داخل دیسک مملو از گاز و غبار ناشی از گردش سیارات درحال شکل گیری دور ستاره و جذب مواد به داخل آن‌ها است.

یافته‌های اخترشناسان نشان می‌دهد که بخار آب فراوانی در یک محدوده در اطراف سیاره که شکاف داخل دیسک را دربرمی‌گیرد، وجود دارد. این یعنی احتمالاً بخار آب روی ترکیب شیمیایی سیارات درحال شکل گیری در این نواحی تأثیرگذار است.

رصد آب با یک تلسکوپ مستقر روی زمین یک دستاورد بزرگ است، زیرا آب فراوان موجود در اتمسفر زمین سیگنال‌های فضایی را مختل می‌کند. آنتن‌های ALMA در صحرای آتاکامای شیلی در ارتفاع ۵,۰۰۰ متری از سطح دریا و در یک محیط خشک قرار دارند که باعث می‌شود این اختلال به حداقل برسد. تا به امروز، ALMA تنها تلسکوپی بوده که توانسته آب را در یک دیسک سیاره‌زایی سرد تمییز دهد.

دیسک‌های پایدار و سرد بهترین شرایط ممکن را برای شکل‌گیری سیارات ایجاد می‌کنند. اخترشناسان توانسته‌اند جداشدن مولکول‌های آب را از ذرات یخ و غبار در یک تصویر مشاهده کنند. ذرات غبار در یک دیسک دانه‌هایی هستند که با برخورد و ایجاد توده‌های بزرگ‌تر، سیاره را شکل می‌دهند.

اخترشناسان عقیده دارند که وقتی سرما به‌قدری باشد که آب به ذرات یخ تبدیل شود، ذرات غبار بهتر به‌هم می‌چسبند. به همین علت دیسک‌های سرد فضایی ایده‌آل برای شکل گیری سیارات ایجاد می‌کنند.

یافته‌های اخترشناسان نشان می‌دهد حضور آب می‌تواند در توسعه یک منظومه سیاره‌ای نقش داشته باشد. این مشابه اتفاقی است که ۴٫۵ میلیارد سال پیش در زمان تولد منظومه شمسی رخ داد. با به‌روزرسانی‌های آینده در ALMA و بهره‌برداری از تلسکوپ بسیار بزرگ اروپا در شیلی، نقش آب در شکل گیری سیارات بهتر از هر زمان دیگری مشخص خواهد شد.