ستارهشناسان اولین تصاویر مستقیم از برخوردها در یک سامانهٔ ستارهای نزدیک را بهدست آوردند: «مانند نگاه به گذشته»
«بهنوعی شبیه نگاه به گذشته است، به دورهٔ پرخشونت سیستم خورشیدیمان زمانی که کمتر از یک میلیارد سال سن داشت.»
ستارهشناسان تماشای یک نمایش شگفتانگیز شبیه آتشبازی اطراف یک ستارهٔ جوان به نام فومالفات را تجربه کردند. این رویدادها که در سالهای ۲۰۰۴ و ۲۰۲۳ شناسایی شدهاند، نخستین برخوردهای بین اجسام بزرگ را نشان میدهند که در یک سامانه سیارهای فراتر از سامانهٔ ما مشاهده شدهاند. مشاهده این برخوردها در یک سامانهٔ ستارهای جوان مانند فومالفات میتواند به استارهشناسان دریچهای به شرایطی فراهم سازد که سیارهٔ ما و سیارات دیگر در اطراف خورشید نوزاد حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش شکل گرفتهاند.
فومالقات تنها حدود ۲۵ سال نوری فاصله دارد و فقط ۴۴۰ میلیون ساله است. اگر این عدد را «جوان» بهنظر نمیرسد، به یاد داشته باشید که سیارهٔ ما ۴٫۶ میلیارد سال سن دارد و بهعنوان میانسال محسوب میشود. سامانههای ستارهای جوانی مانند فومالقات بهاحتمال زیاد مرکز برخوردهای خشونتبار هستند؛ سنگهای فضایی، شهابسنگها و پلانتیسیدهای بزرگتر، یعنی اشیائی کوچکتر از سیارات کوتوله، به یکدیگر میکوبند. اغلب پلانتیسیدها پس از برخورد از هم دور میشوند، اما گاهی بههم میچسبند و گرد و غبار و یخ را به سیارهها و ماهها تبدیل میکنند. بزرگترین برخوردها نادرند؛ ممکن است تقریباً هر ۱۰۰٬۰۰۰ سال یکبار، در طول صدها میلیون سال لازم برای تشکیل سامانهای مشابه سیستم خورشیدی. رخ دهند.
«ما بهتازگی برخورد دو پلانتیسید و ابر غباری را که از این رویداد پرخشونت پخش میشود و نور ستاره میزبان را منعکس میکند، مشاهده کردیم»، تیمرهبر پل کالاس از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، در بیانیهای گفت. این همانند نگاه به گذشته است، به دورهٔ پرخشونت سیستم خورشیدیمان زمانی که کمتر از یک میلیارد سال سن داشت.
کالاس افزود که تیم مستقیماً دو جسمی که بهیکدیگر برخورد کردهاند را ندید، بلکه اثرات پسحادثهٔ این تصادم عظیم را شناسایی کرد.
او و همکارانش اولین بار در سال ۱۹۹۳ به بررسی ستارهٔ جوان فومالفات پرداختند، بهدنبال بقایای پسماندهای ناشی از شکلگیری سیارات گشتند و سرانجام یک دیسک از این ماده را با تلسکوپ فضایی هابل دور ستاره یافتند. سپس، در سال ۲۰۰۸، کالاس یک نقطهٔ روشن در همان دیسک بهنام «دیسک پروسیارهای اولیه» کشف کرد که در ابتدا بهنظر میرسید سیارهای باشد. این پژوهش جدید نشان میدهد که این سیاره، فومالفات ب، در واقع یک ابر غبار است که توسط برخورد پلانتیسیدها در دیسک پروسیارهای اولیه بهوجود آمده است.
«این یک پدیدهٔ نوین است؛ منبع نقطهایی که در یک سامانهٔ سیارهای ظاهر میشود و سپس در طول بیش از ۱۰ سال بهتدریج ناپدید میگردد»، کالاس گفت. «این همانند یک سیارهٔ مبدل است، زیرا سیارات نیز بهصورت نقاط ریز در مدار اطراف ستارگان نزدیک ظاهر میشوند.»
درخشندگی پدیدههای مشاهدهشده در سالهای ۲۰۰۴ و ۲۰۲۳ نشان داد که اجسامی که درگیر بودند حدود ۳۷ مایل (۶۰ کیلومتر) یا بزرگتر بودند، بهطوری که هر یک حداقل چهار برابر بزرگتر از ضربهٔ چیکشولوب هستند؛ شهابسنگی که ۶۶ میلیون سال پیش به زمین برخورد کرد و دایناسورها همراه با ۷۵٪ تمام گونههای جانوری و گیاهی را از بین برد.
«سامانهٔ فومالفات یک آزمایشگاه طبیعی برای بررسی رفتار پلانتیسیدها هنگام برخورد است؛ که بهنوبه خود ما را در مورد ترکیب آنها و نحوهٔ شکلگیریشان آگاه میکند»، مارک وایات، عضو تیم از دانشگاه کمبریج، بریتانیا، گفت. «جنبهٔ هیجانانگیز این مشاهده این است که ما را قادر میسازد هم اندازهٔ اجسام برخوردی و هم تعداد آنها در دیسک تخمین بزنیم؛ اطلاعاتی که بهدست آوردن آنها با روشهای دیگر تقریباً غیرممکن است.» در واقع، تیم برآورد میکند که حدود ۳۰۰ میلیون پلانتیسید در ناحیهٔ اطراف فومالبات با اندازههای مشابه به آنهایی که در این دو تصادم دخیل بودند، وجود دارد. این که گاز مونواکسید کربن پیش از این در این سامانه شناسایی شده است، نشان میدهد این اجسام سرشار از ترکیبات فرار هستند؛ موادی مانند هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و متان که بهراحتی در دماهای پایین بهحال گازی تبدیل میشوند.
این باعث میشود این اجسام یخی در فومالبات شبیه به دنبالهدارهای سرد سامانهٔ خورشیدی باشند، که همچنین سرشار از ترکیبات فرار هستند. در مقایسهٔ بیشتر با سامانهٔ خورشیدی، کالاس اشاره کرد که ابرهای غباری مشاهدهشده در سالهای ۲۰۰۴ و ۲۰۲۳، مشابه ابر غباری است که در سال ۲۰۲۲ زمانی که ناسا قمر کوچک دیمورفوس را با DART اصابت کرد (آزمون تغییر مسیر شهابسنگ دوگانه) برای آزمایش این که آیا میتواند شهابسنگ مادر آن، دیدیموس، را جابجا کند، ایجاد شد.
کالاس و همکارانش به بررسی فومالبات با تلسکوپ هابل ادامه خواهند داد و همچنین بینایی قدرتمند مادونقرمز تلسکوپ فضایی جیمز وب را به تحقیقات خود اضافه میکنند. این کار به آنها امکان میدهد پیگیری کنند که چگونه ابر مشاهدهشده در سال ۲۰۲۳ تحول مییابد. این ابر در حال حاضر حدود ۳۰٪ روشنتر از ابر سال ۲۰۰۳ است و مشاهدات انجامشده در آگوست ۲۰۲۵ تأیید کرد که همچنان قابل رؤیت است.
همانطور که این تحقیق ادامه مییابد، کالاس به ستارهشناسان هشدار میدهد که به دام اشتباهگیری ابرهای غبار با سیارات تازهتولد شده در اطراف ستارگان نوزاد نیفتند.
«این برخوردهایی که ابرهای غبار را تولید میکنند، در هر سامانهٔ سیارهای رخ میدهند»، کالاس گفت. «بهمحض اینکه ما شروع به بررسی ستارگان با تلسکوپهای حساس آینده مانند مشاهدۀ جهانهای قابل سکونت کنیم، که هدف آن تصویربرداری مستقیم از یک سیارهٔ شبیه به زمین است، باید محتاط باشیم، زیرا این نقاط نازک نورانی که در اطراف ستاره میچرخند ممکن است سیارات نباشند.»
تحقیقات تیم در روز پنجشنبه (۱۸ دسامبر) در مجله Science. منتشر شد.