يعتمد مفهوم هذا الفنان على صور تلسكوب هابل الفضائي لأقراص الغاز والغبار حول النجم الشاب TW Hydrae. تُظهر صور تلسكوب هابل الفضائي ظلالاً تجتاح الأقراص التي تحيط بالنظام. التفسير هو أن هذه الظلال تأتي من أقراص داخلية مائلة قليلاً تمنع ضوء النجوم من الوصول إلى القرص الخارجي ، وبالتالي تلقي بظلالها. تميل الأقراص قليلاً إلى بعضها البعض بسبب قوة الجاذبية للكواكب غير المرئية التي تشوه هيكل القرص. الائتمان: ناسا ، أورا / STScI لوكالة الفضاء الأوروبية ، ليا هوستاك (STScI)
تثير الكواكب حديثة الولادة غير المرئية الغبار حول نجم صغير
عالمنا متقلب لدرجة أنه يحب أحيانًا أن يلعب لعبة الغميضة. في عام 2017 ، فوجئ علماء الفلك برؤية ظل ضخم يجتاح قرصًا من الغبار والغاز يحيط بالنجم الشاب القريب TW Hydrae. يتم إلقاء الظل بواسطة قرص داخلي من الغبار والغاز يميل قليلاً إلى مستوى القرص الخارجي. يمكن رؤية الظل بوضوح فقط لأن النظام مائل وجهاً لوجه على الأرض ، مما يمنح علماء الفلك رؤية شاملة للقرص بينما يندفع الظل حول القرص مثل يد تتحرك على مدار الساعة.لكن الساعة لها عقربان (للساعات والدقائق) تجتاحان بمعدلات مختلفة. واتضح أن TW Hydrae كذلك. استخدم علماء الفلك هابل للعثور على ظل ثان يخرج من قرص داخلي آخر ، مائل إلى القرصين الخارجيين. لذلك ، يبدو النظام معقدًا بشكل متزايد مع وجود ثلاثة أقراص متداخلة على الأقل مائلة قليلاً بالنسبة لبعضها البعض. الأقراص هي وكلاء لكواكب غير مرئية حول النجم. يسحب كل كوكب مادة بالقرب من النجم بقوة جاذبية ويشوه ما كان يمكن أن يكون قرصًا مسطحًا تمامًا على شكل فطيرة إذا لم تكن الكواكب موجودة. هذه ليست مفاجأة لأن الكواكب في نظامنا الشمسي لها مستويات مدارية تختلف في ميلها ببضع درجات عن بعضها البعض. يوفر TW Hydrae لعلماء الفلك مقعدًا بجانب الحلبة لمعرفة الشكل الذي ربما كان يبدو عليه نظامنا الشمسي خلال سنوات تكوينه.
كشفت مقارنة الصور المأخوذة من تلسكوب هابل الفضائي ، والتي تفصل بينها عدة سنوات ، عن ظلالين مخيفين يتحركان عكس اتجاه عقارب الساعة عبر قرص غاز وغبار يحيط بالنجم الشاب TW Hydrae. تميل الأقراص وجهاً لوجه على الأرض ، ومن ثم تمنح علماء الفلك رؤية شاملة لما يحدث حول النجم. تُظهر الصورة اليسرى ، التي تم التقاطها في عام 2016 ، ظلًا واحدًا [A] في موضع الساعة 11:00. يتم إلقاء هذا الظل بواسطة قرص داخلي يميل قليلاً إلى القرص الخارجي ويمنع ضوء النجوم. تُظهر الصورة الموجودة على اليسار ظلًا ثانيًا ظهر من قرص متداخل آخر [C] في موضع الساعة 7:00 ، كما تم تصويره في عام 2021. القرص الداخلي الأصلي مُحدد بعلامة في هذا المنظر اللاحق. تدور الظلال حول النجم بمعدلات مختلفة مثل عقارب الساعة. إنها دليل على اثنين من الكواكب غير المرئية قاما بسحب الغبار إلى مداراتهما. هذا يجعلهم يميلون قليلاً لبعضهم البعض. هذه صورة ضوئية مرئية تم التقاطها باستخدام مقياس الطيف التصويري للتلسكوب الفضائي. تمت إضافة لون اصطناعي لتعزيز التفاصيل. الائتمان: NASA و ESA و STScI و John Debes (AURA / STScI for ESA) و Joseph DePasquale (STScI)
يتبع تلسكوب هابل الفضائي لعبة الظل حول قرص تشكيل الكوكب
النجم الشاب TW Hydrae يلعب "دمى الظل" مع العلماء الذين يراقبونها باستخدام Hubble Space TelescopeThe Hubble Space Telescope (often referred to as Hubble or HST) is one of NASA's Great Observatories and was launched into low Earth orbit in 1990. It is one of the largest and most versatile space telescopes in use and features a 2.4-meter mirror and four main instruments that observe in the ultraviolet, visible, and near-infrared regions of the electromagnetic spectrum. It was named after astronomer Edwin Hubble.
تلسكوب هابل الفضائي التابع NASA
Established in 1958, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) is an independent agency of the United States Federal Government that succeeded the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). It is responsible for the civilian space program, as well as aeronautics and aerospace research. Its vision is "To discover and expand knowledge for the benefit of humanity." Its core values are "safety, integrity, teamwork, excellence, and inclusion." NASA conducts research, develops technology and launches missions to explore and study Earth, the solar system, and the universe beyond. It also works to advance the state of knowledge in a wide range of scientific fields, including Earth and space science, planetary science, astrophysics, and heliophysics, and it collaborates with private companies and international partners to achieve its goals.
لناسا .Hubble Space Telescope
The Hubble Space Telescope (often referred to as Hubble or HST) is one of NASA's Great Observatories and was launched into low Earth orbit in 1990. It is one of the largest and most versatile space telescopes in use and features a 2.4-meter mirror and four main instruments that observe in the ultraviolet, visible, and near-infrared regions of the electromagnetic spectrum. It was named after astronomer Edwin Hubble.
في عام 2017 ، أفاد علماء الفلك باكتشاف ظل يجتاح وجه قرص غاز وغبار ضخم على شكل فطيرة يحيط بالنجم القزم الأحمر. الظل ليس من كوكب ، ولكن من قرص داخلي مائل قليلاً بالنسبة للقرص الخارجي الأكبر بكثير - مما يجعله يلقي بظلاله. أحد التفسيرات هو أن جاذبية كوكب غير مرئي تسحب الغبار والغاز إلى مدار الكوكب المائل.
الآن ، ظهر ظل ثان في غضون سنوات قليلة فقط بين الملاحظات المخزنة في أرشيف Hubble's MAST . قد يكون هذا من قرص آخر موجود داخل النظام. من المحتمل أن يكون القرصان دليلاً على وجود زوج من الكواكب قيد الإنشاء.
عمر TW Hydrae أقل من 10 ملايين سنة ويوجد على بعد حوالي 200 سنة ضوئية. ربما كان نظامنا الشمسي في مهده يشبه نظام TW Hydrae ، منذ حوالي 4.6 مليار سنة. نظرًا لأن نظام TW Hydrae مائل وجهاً لوجه تقريبًا لرؤيتنا من الأرض ، فهو هدف مثالي للحصول على رؤية شاملة لساحة بناء كوكبية.
تم اكتشاف الظل الثاني في الملاحظات التي تم الحصول عليها في 6 يونيو 2021 ، كجزء من برنامج متعدد السنوات مصمم لتتبع الظلال في الأقراص الظرفية. قارن جون ديبس من AURA / STScI لوكالة European Space Agency
The European Space Agency (ESA) is an intergovernmental organization dedicated to the exploration and study of space. ESA was established in 1975 and has 22 member states, with its headquarters located in Paris, France. ESA is responsible for the development and coordination of Europe's space activities, including the design, construction, and launch of spacecraft and satellites for scientific research and Earth observation. Some of ESA's flagship missions have included the Rosetta mission to study a comet, the Gaia mission to create a 3D map of the Milky Way, and the ExoMars mission to search for evidence of past or present life on Mars.
الفضاء الأوروبية في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور ، ماريلاند ، قرص TW Hydrae بأرصاد هابل التي تم إجراؤها منذ عدة سنوات.
قال ديبس ، الباحث الرئيسي والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة الفيزياء الفلكية: "اكتشفنا أن الظل فعل شيئًا مختلفًا تمامًا Astrophysical Journal
The Astrophysical Journal (ApJ) is a peer-reviewed scientific journal that focuses on the publication of original research on all aspects of astronomy and astrophysics. It is one of the most prestigious journals in the field, and is published by the American Astronomical Society (AAS). The journal publishes articles on a wide range of topics, including the structure, dynamics, and evolution of the universe; the properties of stars, planets, and galaxies; and the nature of dark matter, dark energy, and the early universe.
. "عندما نظرت إلى البيانات لأول مرة ، اعتقدت أن شيئًا ما قد حدث خطأ في الملاحظة لأنه لم يكن ما كنت أتوقعه. لقد أصبت بالحيرة في البداية ، وكان جميع المتعاونين معي مثل: ما الذي يحدث ؟ كان علينا حقًا أن نخدش رؤوسنا واستغرق الأمر بعض الوقت لمعرفة التفسير الفعلي ".
أفضل حل توصل إليه الفريق هو أن هناك قرصين منحرفين يلقيان بظلالهما. لقد كانوا قريبين جدًا من بعضهم البعض في الملاحظة السابقة فقد فاتتهم. بمرور الوقت ، انفصلوا الآن وانقسموا إلى ظلين. "لم نشهد هذا من قبل على قرص كوكبي أولي. إنه يجعل النظام أكثر تعقيدًا بكثير مما كنا نظن في الأصل "، قال.
أبسط تفسير هو أن الأقراص المنحرفة ناتجة على الأرجح عن قوة الجاذبية لكوكبين في مستويات مدارية مختلفة قليلاً. يعمل هابل على تجميع رؤية شاملة لهيكلية النظام.
قد تكون الأقراص بمثابة وكلاء للكواكب التي تلتف بعضها ببعض أثناء دورانها حول النجم. إنه يشبه إلى حد ما تدوير تسجيلين فونوغراف من الفينيل بسرعات مختلفة قليلاً. في بعض الأحيان تتطابق التصنيفات ولكن بعد ذلك يتقدم أحدهما على الآخر.
إنه يشير إلى أن الكوكبين يجب أن يكونا قريبين إلى حد ما من بعضهما البعض. إذا كان أحدهما يتحرك أسرع بكثير من الآخر ، لكان قد لوحظ هذا في الملاحظات السابقة. قال ديبس: "إنها مثل سيارتي سباق قريبتين من بعضهما البعض ، لكن إحداهما تتفوق ببطء وتدور حول الأخرى".
تقع الكواكب المشتبه بها في منطقة على مسافة قريبة من Jupiter
Jupiter is the largest planet in the solar system and the fifth planet from the sun. It is a gas giant with a mass greater then all of the other planets combined. Its name comes from the Roman god Jupiter.
كوكب المشتري من شمسنا. وتكمل الظلال دورة واحدة حول النجم كل 15 عامًا تقريبًا - الفترة المدارية المتوقعة على تلك المسافة من النجم.
أيضًا ، يميل هذان القرصان الداخليان بمقدار خمس إلى سبع درجات بالنسبة لمستوى القرص الخارجي. هذا مشابه لمجموعة الميول المدارية داخل نظامنا الشمسي. قال ديبس: "هذا يتماشى تمامًا مع نمط العمارة النموذجية للنظام الشمسي".
قد يمتد القرص الخارجي الذي تسقط عليه الظلال بقدر يصل إلى عدة أضعاف نصف قطر حزام كويبر لنظامنا الشمسي. يحتوي هذا القرص الأكبر على فجوة غريبة تبلغ ضعف متوسط مسافة Pluto
Pluto is a dwarf planet in the Kuiper belt, a ring of bodies beyond Neptune. Discovered by American astronomer Clyde Tombaugh in 1930, it was originally considered the ninth planet from the Sun. Its status as a planet was questioned after other similar size objects were discovered in the Kuiper belt, and in 2006 the International Astronomical Union (IAU) officially reclassified it as a dwarf planet.
بلوتو عن الشمس. قد يكون هذا دليلاً على وجود كوكب ثالث في النظام.
سيكون من الصعب اكتشاف أي كواكب داخلية لأن ضوءها سيضيع في وهج النجم. كما أن الغبار في النظام يخفت الضوء المنعكس. قد يكون مرصد جايا الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية قادرًا على قياس التذبذب في النجم إذا كانت كواكب كوكب المشتري تسحبها ، لكن هذا قد يستغرق سنوات نظرًا للفترات المدارية الطويلة.
بيانات TW Hydrae مأخوذة من مطياف تصوير تلسكوب هابل الفضائي. قد تكون رؤية الأشعة تحت الحمراء لتلسكوب James Webb Space Telescope
The James Webb Space Telescope (JWST or Webb) is an orbiting infrared observatory that will complement and extend the discoveries of the Hubble Space Telescope. It covers longer wavelengths of light, with greatly improved sensitivity, allowing it to see inside dust clouds where stars and planetary systems are forming today as well as looking further back in time to observe the first galaxies that formed in the early universe.
جيمس ويب الفضائي قادرة أيضًا على إظهار الظلال بمزيد من التفاصيل.
