اكتشف علماء الفلك نظامًا شمسيًا يحتوي على كمية عالية بشكل غير معتاد من الكربون. يمكن أن تكون في المرحلة التي تتشكل فيها الكواكب الصخرية. لاحظ برنامج FUSE التابع لناسا (مستكشف الأطياف الطيفي للأشعة فوق البنفسجية) وهابل أن الغاز حول النجم يتطابق تمامًا مع تكوين النظام الشمسي الخاص بنا. يجب أن يدفع الإشعاع الشديد بالنجوم هذا الغاز بعيدًا ، لكن ذرات الكربون المؤينة تعمل بمثابة فرامل لإبقائه محتويًا.
اكتشف الفلكيون كميات عالية بشكل غير معتاد من الكربون ، أساس كل الحياة الأرضية ، في نظام شمسي للرضع حول النجم القريب بيتا بيكتوريس ، على بعد 63 سنة ضوئية. علق المؤلف الرئيسي آكي روبيرج ، * ، الذي بدأ البحث أثناء وجوده في قسم كارنيغي للمغناطيسية الأرضية. "لكن حصلنا على مفاجأة كبيرة - هناك غاز كربون أكثر بكثير مما توقعنا. شيء مختلف جداً يحدث ". يشير البحث ، الذي نُشر في 8 يونيو 2006 ، الطبيعة ، إلى أن إما الكويكبات أو المذنبات الغنية بالكربون ، على عكس أي نظام شمسي خاص بنا ، قد تبخرت ، أو أن الأجسام التي تفرز الأنواع الحاملة للكربون مثل الميثان تساهم في زيادة الكربون الغريب .
الأقراص الغبارية والغبار حول النجوم هي مسقط رأس أنظمة الكواكب. تشرح الباحثة في كارنيجي ، أليسيا وينبرغر ، المؤلفة المشاركة للدراسة: "نظرًا لأننا لا نستطيع مراقبة نظامنا الشمسي كما كان قبل 4.5 مليار سنة ، فإننا ننظر إلى النجوم الصغيرة للتعرف على تطور الأقراص التي تشكل الكوكب. في النهاية ، نريد أن نفهم البيئات والعمليات حول النجوم الأخرى التي تؤدي إلى ظهور الحياة ".
أصبح البحث الجديد ممكنًا بواسطة FUSE - مستكشف الطيف فوق البنفسجي البعيد التابع لناسا - وبيانات من التصوير الطيفي للتصوير التلسكوبي هابل الفضائي. بيتا بيكتوريس هو ضعف كتلة شمسنا تقريبًا ، ويتراوح عمره بين 8 و 20 مليون سنة. أشارت الدراسات السابقة إلى أن الغاز حول النجم يحتوي على تركيبة عناصر مشابهة جدًا لتلك الموجودة في نظامنا الشمسي. تشير القياسات الجديدة إلى "المخزون الأكثر اكتمالاً للغاز في أي قرص حطام" ، وقد تغير الصورة بشكل جذري.
وعلق روبرت "لقد حير الفلكيون من وجود القرص الغازي لبعض الوقت". "يجب أن ينفجر إشعاع النجم الغاز بعيدًا ، لذا لا يجب أن نكون قادرين على رؤية غاز يدور حول النجم على الإطلاق." لفترة طويلة كان يُعتقد أنه ربما كانت هناك كتلة خفية من الغاز ، ربما الهيدروجين ، الذي أدى إلى تعطل التدفق ، تمامًا مثلما يبطئ الماء السباح. الآن ، يعتقد المؤلفون أن مادة الكبح الغامضة هي الكربون المؤين (الذرات التي فقدت إلكترونًا مما يعطيها شحنة موجبة صافية). الأيونات تجذب وتصد بعضها البعض بسبب القوة الكهروستاتيكية. لا ينفجر الكربون بعيدًا عن النجم ، لذا فإن الكربون المؤين الذي يتم رؤيته جيد جدًا في إبطاء أيونات الغازات الأخرى.
لكن ما لا تجيب عنه البيانات هو ما يضع الكربون هناك في المقام الأول. قارن الفلكيون التكوين العنصري للغاز بتكوين الغبار من مذنب هالي ، وهو نوع قديم جدًا من النيزك ، والوفرة العنصرية لشمسنا. علق روبرت على ذلك بقوله: "لم تتطابق على الإطلاق".
يشير الغاز الغني بالكربون بشكل مدهش إلى اتجاهين محتملين. قد تحتوي الكويكبات والمذنبات التي تدور حول بيتا بيكتوريس على كميات كبيرة من المواد الغنية بالكربون مثل الجرافيت والميثان. ستكون الكواكب التي تتكون من مثل هذه الأجسام مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في النظام الشمسي ، وقد يكون لها أجواء غنية بالميثان ، مثل تيتان ، قمر زحل. أو قد تكون الكويكبات والمذنبات Beta Pictoris مثل تلك الموجودة في نظامنا الشمسي عندما كانت صغيرة. في ذلك الوقت ، ربما كانت تحتوي على مواد عضوية أكثر بكثير من الكويكبات والمذنبات التي تظهر اليوم. إذا كان الأمر كذلك ، فقد تم تسليم المزيد من لبنات الحياة إلى الأرض المبكرة أكثر مما كان يُعتقد سابقًا.
وتعليقًا على كيفية تحديد مكان نشأة الكربون ، لاحظ Weinberger: "إذا تمكنا من معرفة مدى غبار الكربون الغني بالكربون بالقرب من النجم ، والذي قد يكون ممكنًا مع التلسكوبات الكبيرة بالأشعة تحت الحمراء في المستقبل ، فيمكننا معرفة ما إذا كان الغبار معقولًا مصدر الكربون. " في تفكك الكواكب العشرية ، سيتم إنتاج جميع العناصر الموجودة في النيازك ، وبالتالي فإن الغبار سيطابق غبار النيزك. تحدث هذه التصادمات بشكل شبه مؤكد في جزء من قرص بيتا بيكتوريس بالقرب من النجم. يمكن أن تفقد الأجسام الجليدية ، البعيدة جدًا عن النجم ، الميثان المتطاير ، ولكن ليس الماء. وهذا سيثري القرص في الكربون والهيدروجين.
هل أنظمة مثل بيتا بيكتوريس شائعة أم نادرة؟ ستساعد هذه المعلومات العلماء على فهم الآثار المترتبة على العمل الحالي بشكل أفضل. يعد بيتا بيكتوريس هو أفضل قرص تم دراسته من نوعه وهو القرص الوحيد الذي تمت ملاحظة الغاز فيه بهذه التفاصيل. من المحتمل جدًا أن يظل هذا الوضع هو الحال حتى ظهور تلسكوب فضائي في المستقبل فوق البنفسجي ، أو منشآت تلسكوب أرضية كبيرة تعمل في أطوال موجات الراديو ، مثل Atacama Large Millimeter Array ، المقرر اكتماله في عام 2012.
المصدر الأصلي: بيان كارنيجي الإخباري
