رصد ستة عوالم غامضة داخل سحابة كونية بواسطة تلسكوب ويب

اشترك في النشرة العلمية Wonder Theory من CNN. استكشف الكون من خلال الأخبار حول الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

سي إن إن
—

تمكن علماء الفلك من رصد ستة عوالم مارقة، أو أجسام كونية لا تدور حول النجوم، باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

إن الأجرام السماوية أكبر قليلاً من كوكب المشتري، وتسلط الملاحظات الضوء على كيفية تشكل النجوم والكواكب في جميع أنحاء الكون.

ألقى تلسكوب ويب نظرة على سديم تشكل النجوم، أو سحابة من الغاز والغبار، تسمى NGC 1333 وتقع على بعد 960 سنة ضوئية داخل سحابة أكبر من الغاز والغبار تسمى سحابة بيرسيوس الجزيئية. تتسبب الاضطرابات داخل السديم في تكوين عقد تنهار بسبب الجاذبية، مما يؤدي إلى ولادة النجوم.

التقط المرصد الفضائي صورة درامية متوهجة للسحابة الكونية. في حين أن تلسكوب هابل الفضائي صور تم التقاطها مسبقًا للسحابة، حجب الغبار رؤية عملية تشكل النجوم.

ولكن ويب – الذي لديه القدرة على مراقبة الكون باستخدام الأشعة تحت الحمراء – كان قادراً على النظر مباشرة عبر الغبار.

داخل السديم توجد نجوم حديثة الولادة وأقزام بنية وأجسام ذات كتلة شبيهة بالكواكب، وكلها أكبر من كوكب المشتري بحوالي خمسة إلى عشرة أضعاف. هذه هي الأجسام الأقل كتلة والتي تم اكتشافها والتي تم إنشاؤها من خلال عملية تؤدي عادة إلى تكوين النجوم، والتي هي أكبر بكثير من الكواكب، أو الأقزام البنية – الأجسام السماوية التي ليست تمامًا نجمًا أو كوكبًا. الأقزام البنية أكثر كتلة من الكواكب ولكنها ليست بنفس كتلة النجوم.

وتشكل هذه النتائج جزءًا من دراسة تم قبولها للنشر في المجلة الفلكية.

وقال كبير مؤلفي الدراسة راي جايواردانا، عميد وعالم فيزياء فلكية في جامعة جونز هوبكنز، في بيان: “لقد استخدمنا حساسية ويب غير المسبوقة عند أطوال الموجات تحت الحمراء للبحث عن أضعف أعضاء مجموعة نجمية شابة، سعياً لمعالجة سؤال أساسي في علم الفلك: ما مدى الضوء الذي يمكن أن يتشكل به جسم مثل النجم؟” “اتضح أن أصغر الأجسام العائمة الحرة التي تتشكل مثل النجوم تتداخل في الكتلة مع الكواكب الخارجية العملاقة التي تدور حول النجوم القريبة”.

وتساعد هذه الملاحظات علماء الفلك على فهم أفضل للطرق المختلفة التي تتشكل بها الأجرام النجمية.

وقال آدم لانجفيلد، المؤلف الرئيسي للدراسة، وهو أيضًا عالم فيزياء فلكية في جامعة جونز هوبكنز، في بيان: “نحن نستكشف حدود عملية تكوين النجوم. إذا كان لديك جسم يشبه كوكب المشتري الشاب، فهل من الممكن أن يصبح نجمًا في ظل الظروف المناسبة؟ هذا سياق مهم لفهم تكوين النجوم والكواكب”.

عادة ما تتكون النجوم من سحب من الغاز والغبار. ثم تؤدي المواد المتبقية من تشكل النجم إلى تكوين الكواكب. ولكن من الممكن أن تتشكل أجسام نجمية مشابهة للكواكب، كما قال مؤلفو الدراسة.

وقال جاياواردانا: “تؤكد ملاحظاتنا أن الطبيعة تنتج أجسامًا ذات كتلة كوكبية بطريقتين مختلفتين على الأقل – من انكماش سحابة من الغاز والغبار، وهي الطريقة التي تتشكل بها النجوم، وفي أقراص من الغاز والغبار حول النجوم الصغيرة، كما فعل المشتري في نظامنا الشمسي”.

وتشير التقديرات إلى أن كتلة أحد الأجسام المكتشفة حديثاً تعادل خمسة كواكب من كوكب المشترى، أو نحو 1600 كتلة من كوكب الأرض. ويُظهِر القرص الغباري المحيط بالجسم أنه ربما تكون قد تشكل على نحو مشابه للنجم. ونظراً لأن الأقراص الغازية والغبارية قد تؤدي إلى نشوء الكواكب، فمن المحتمل أن يكون الجسم الشبيه بالكواكب قادراً أيضاً على تكوين كواكب “صغيرة”.

وقال أليكس شولز، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة سانت أندروز في المملكة المتحدة والمشارك في تأليف الدراسة، في بيان: “قد تكون هذه الأجسام الصغيرة ذات الكتلة المماثلة للكواكب العملاقة قادرة على تكوين كواكبها الخاصة. وقد تكون هذه حضانة لنظام كوكبي مصغر، على نطاق أصغر بكثير من نظامنا الشمسي”.

واستخدم الفريق تلسكوب ويب لدراسة السديم بالتفصيل في ضوء الأشعة تحت الحمراء، وهو غير مرئي للعين البشرية، ورصدوا حدثًا نادرًا: قزم بني مع جسم مصاحب له أيضًا كتلة كوكب.

وقال جايواردانا: “من المرجح أن يكون مثل هذا الزوج قد تشكل بالطريقة التي تتشكل بها أنظمة النجوم الثنائية، من سحابة تفتتت أثناء انكماشها”.
“إن تنوع الأنظمة التي أنتجتها الطبيعة أمر مذهل ويدفعنا إلى تحسين نماذجنا لتكوين النجوم والكواكب.”

لا يزال علماء الفلك يحاولون استخلاص رؤى حول كيفية تشكل وتطور العوالم المارقة العائمة بحرية. ومن المحتمل أن الأجسام الشبيهة بالكواكب تكونت في البداية حول النجوم وتدور حولها، ولكنها تبتعد عن بعضها البعض بسبب التفاعلات الجاذبية مع الأجسام الأخرى.

تشكل الكواكب المارقة حوالي 10% من الأجرام السماوية داخل السديم التي درسها ويب، ولكن هذه الأجرام الغامضة لا تزال تعتبر نادرة في جميع أنحاء مجرة ​​درب التبانة.

وفي المستقبل، سوف يستخدم الفريق تلسكوب ويب لدراسة المزيد من هذه الأجسام لمعرفة كيف يمكنها تشكيل أنظمتها الكوكبية الصغيرة الخاصة بها.

وعندما يتم إطلاقه في مايو/أيار 2027، قد يتمكن تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لوكالة ناسا من العثور على مئات الكواكب المارقة ومساعدة علماء الفلك في الكشف عن أسرار هذه العوالم البدوية.