لأول مرة، تمكن العلم من التقاط اللحظة الدقيقة التي يبدأ فيها تشكيل نظام كوكبي خارج محيطنا المباشر. تمكن فريق دولي من علماء الفلك، باستخدام بعضٍ من أكثر التلسكوبات تطورًا في العالم، من رصد العملية المبكرة لنشوء الكواكب حول نجمٍ لا يزال في طور التكوين. وبفضل التعاون بين تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) وتلسكوب ألما الراديوي، يُلقي هذا الاكتشاف الضوء على أصول كلٍّ من الأنظمة البعيدة ونظامنا الشمسي.
تم الاكتشاف حول النجم HOPS-315يقع على بُعد حوالي 1.300 سنة ضوئية في سحابة الجبار ب الجزيئية. هناك، تمكن الباحثون من تمييز أولى علامات ظهور المعادن الصلبة - وهو تحول أساسي لتكوين الكواكب - في القرص الكوكبي الأولي المحيط بالنجم الشاب. تُمثل هذه الملاحظة نوعًا من اللقطة السريعة لـ"نظامنا الشمسي الوليد"، كما يوضح المؤلفون، حيث تُعيد إنتاج الآليات التي أدت إلى نشوء الأرض ورفاقها قبل مليارات السنين، على نطاق صغير.
لقد كان لجيمس ويب وتكنولوجيا ALMA المتطورة دور حاسم لرصد وتحليل هذه الخطوات الأولى في تطور الكواكب. من جهة، رصد ويب أول أكسيد السيليكون (SiO) في حالته الغازية، وتكثيفه التدريجي إلى بلورات، وهي إشارة واضحة على أن الغاز بدأ يتحول إلى معادن صلبة، وهي أساس أي كوكب صخري. من جهة أخرى، تمكن مرصد ألما من تحديد موقع هذه الإشارات مكانيًا بدقة في المنطقة القريبة من النجم، حيث ستبدأ العوالم المستقبلية، وفقًا للنماذج النظرية، بالظهور.
مختبر طبيعي لفهم النظام الشمسي
إن الجانب الأكثر أهمية في هذا الاكتشاف يكمن في التوازي المباشر بين HOPS-315 وأصول النظام الشمسي نفسه. اكتُشفت أولى الصخور الصلبة في شريط من القرص الكوكبي الأولي، يُقارب المسافة بين المريخ والمشتري، وهي منطقة حزام الكويكبات الحالي، حيث تُحفظ أقدم المعادن في النيازك الأرضية. وقد اكتشف الباحثون مركبات مثل الفورستريت والإينستاتيت، وهي معادن شديدة المقاومة للحرارة، لا تتشكل إلا في درجات حرارة عالية، تتجاوز 1.300 درجة كلفن.
وتتطابق هذه الظروف تقريبًا مع تلك التي سادت خلال المائة ألف عام الأولى من تطور النظام الشمسي.وفقًا للخبراء، فإن رصدها الآن خارج نطاقنا النجمي يؤكد العديد من النماذج التي استُنتجت سابقًا من بقايا الأحافير الكونية فقط: النيازك البدائية. تُظهر العملية المُلتقطة كيف يتكثف الغاز الساخن في المنطقة الداخلية من القرص إلى حبيبات صلبة، والتي يمكن أن تنمو لاحقًا لتُشكّل كواكب مصغرة - وهي اللبنات الأساسية التي ستُولد منها كواكب مثل الأرض أو نواة المشتري.
حتى الآن، اقتصرت الأدلة على بداية تكوّن الكواكب على التحليلات غير المباشرة للنيازك والفراغات في الأقراص المتطورة بالفعل. الآن، إمكانية مشاهدة اللحظة الأولى "في الوقت الفعلي" يمثل تقدمًا مهمًا للغاية لفهم التاريخ الكوني.
المعادن ودرجات الحرارة القصوى و"الفرن" الذي تولد فيه الكواكب
التحليل الطيفي للقرص المحيط بـ HOPS-315 كشف عن وجود "منطقة فرن" حقيقيةحيث تكون درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي لتحويل الغبار بين النجوم إلى بخار ثم تكثيفه إلى بلورات صغيرة مقاومة لدرجات الحرارة القصوى.
من بين المواد التي تم تحديدها أول أكسيد السيليكون، والفورستريت، والإنستاتيت، وهي مركبات مشابهة للعديد من المعادن التي تُكوّن قشرة الأرض ووشاحها. تُمثّل هذه المواد "البذور" التي ستبدأ منها الجسيمات الأكبر بالتجمع معًا، في عملية ستؤدي، على مدى مئات الآلاف من السنين، إلى تكوين أجسام ضخمة، تُمثّل أولى الكواكب المصغرة للنظام الكوكبي الجديد.
ويؤكد الخبراء أن وجود SiO في وقت واحد في الحالة الغازية وفي الهياكل الصلبة يشير إلى التعايش بين المرحلتين.، وهي إشارة واضحة إلى أن عملية التصلب جارية. علاوة على ذلك، تُفصّل الدراسات حدوث هذه الظاهرة في منطقة محددة جدًا من القرص، على غرار حزام الكويكبات في النظام الشمسي.
فرصة لاستكشاف أسرار أصل الكواكب
حالة HOPS-315، وفقًا للعلماء، ويفتح هذا الباب لمعرفة ما إذا كانت الآليات التي أدت إلى نشوء النظام الشمسي مشتركة في أجزاء أخرى من المجرة. أو، على العكس من ذلك، هل هناك اختلافات جوهرية في المراحل الأولى لتكوين الكواكب؟ إن القدرة على مقارنة ما رُصد في هذا النظام الجديد مباشرةً بالنيازك البدائية والسجلات من بيئتنا تُمثل تقدمًا بالغ الأهمية.
ويسلط الاكتشاف الضوء أيضًا على أهمية التعاون الدولي وقوة الأدوات الفلكية الجديدةمثل تلسكوب جيمس ويب العملاق وشبكة تلسكوبات ألما الراديوية. باستخدام هذه الأدوات، سيواصل علماء الفلك مسح الكون بحثًا عن أنظمة فتية أخرى، وجمع المزيد من البيانات حول كيفية تشكل النجوم والكواكب.
تُمثل أرصاد "ولادة" الكواكب في HOPS-315 إنجازًا بارزًا في علم الفلك الحديث، وتُتيح لنا نافذةً على ماضي نظامنا الشمسي. تُعزز أوجه التشابه المُكتشفة فكرة وجود قواعد عالمية لتكوين الأنظمة الكوكبية، على الرغم من بقاء العديد من الأمور المجهولة. يُقرّبنا كل تقدم من فهم العملية التي أدت إلى نشوء الأرض والكواكب الأخرى التي تُرافقنا.
