مشاهده یخ آب در دیسک غباری ستاره‌ای!

به گزارش مجله خبری نگار/برنا،تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) موفق به شناسایی یخ آب در یک حلقه غبارآلود اطراف ستاره‌ای جوان به نام HD ۱۸۱۳۲۷ شد؛ ستاره‌ای که در فاصله ۱۵۵ سال نوری از زمین و در صورت فلکی پیپا قرار دارد.

به گزارش scitechdaily این نخستین‌بار است که حضور مستقیم آب منجمد در اطراف یک ستاره دیگر با چنین وضوحی تأیید می‌شود؛ کشفی که می‌تواند به درک بهتر ما از نحوه شکل‌گیری سیارات و حتی احتمال پیدایش حیات در منظومه‌های فراخورشیدی کمک کند.

تأیید وجود یخ آب در سامانه‌های ستاره‌ای دیگر

پیش از این، تنها شواهد غیرمستقیمی از وجود بخار آب یا یخ در اطراف ستارگان دیگر در اختیار بود. اما اکنون، ابزار طیف‌نگار فروسرخ نزدیک (NIRSpec) تلسکوپ وب، موفق به شناسایی یخ آب بلوری در دیسک بقایای غباری اطراف این ستاره شده است. این نوع از یخ، ساختاری منظم و بلورین دارد و مشابه آن را می‌توان در حلقه‌های زحل و اجرام یخی کمربند کویپر در منظومه شمسی یافت.

چن شی، نویسنده اصلی این مقاله و پژوهشگر در دانشگاه جان هاپکینز می‌گوید: «وب نه‌تنها یخ آب را شناسایی کرد، بلکه به‌طور صریح موفق به تشخیص یخ بلوری شد، چیزی که در مکان‌هایی مانند کمربند کویپر و حلقه‌های زحل هم دیده می‌شود.»

گلوله‌های برفی کثیف: سازندگان سیارات

ذرات یخ شناسایی‌شده در این سامانه به‌تنهایی شناور نیستند، بلکه با ذرات ریز غبار ترکیب شده‌اند و ساختاری را ایجاد کرده‌اند که ستاره‌شناسان از آن با عنوان "گلوله‌های برفی کثیف" یاد می‌کنند. این ساختار‌های یخی، نقشی کلیدی در فرآیند شکل‌گیری سیارات دارند و احتمالاً به‌وسیله دنباله‌دار‌ها به سیارات سنگی نیز منتقل می‌شوند، همان‌طور که ممکن است در گذشته برای زمین رخ داده باشد.

کشفی که دهه‌ها در انتظارش بودند

این کشف نقطه‌عطفی در مطالعات سیاره‌زایی به‌شمار می‌رود. کریستین چن، اخترشناس مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی (STScI) در بالتیمور و از نویسندگان مقاله، می‌گوید: «۲۵ سال پیش که دانشجوی دکتری بودم، استاد راهنمایم گفت که باید یخ در دیسک‌های بقایای ستاره‌ای وجود داشته باشد، اما تا قبل از وب، ابزار‌هایی به‌اندازه کافی حساس برای مشاهده آن نداشتیم.»

ساختار دیسک و محل تجمع یخ

مشاهدات وب نشان می‌دهد که دیسک بقایای اطراف HD ۱۸۱۳۲۷ دارای شکافی وسیع و خالی از غبار در ناحیه نزدیک به ستاره است و بخش یخی و غباری آن در فاصله‌ای دورتر و سردتر قرار دارد. این ساختار بسیار شبیه به کمربند کویپر در منظومه شمسی است؛ جایی که اجرامی مانند پلوتو، دنباله‌دار‌ها و سنگ‌های یخی در حال حرکت و برخورد با یکدیگر هستند.

این ستاره با سن تقریبی ۲۳ میلیون سال، بسیار جوان‌تر از خورشید ۴٫۶ میلیارد ساله ما است و اندکی پرجرم‌تر و داغ‌تر نیز هست.

چن می‌گوید: «HD ۱۸۱۳۲۷ سامانه‌ای بسیار فعال است؛ برخورد‌های مکرر اجرام یخی در این دیسک، ذرات ریز یخ‌آبی و غبار تولید می‌کنند که برای شناسایی توسط تلسکوپ وب مناسب‌اند.»

تلسکوپ وب موفق شد میزان یخ آب را در بخش‌های مختلف دیسک اندازه‌گیری کند. در مناطق بیرونی که دما بسیار پایین‌تر است، بیش از ۲۰ درصد جرم دیسک را یخ تشکیل می‌دهد. در نواحی میانی این مقدار به حدود ۸ درصد می‌رسد و در نزدیک‌ترین نواحی به ستاره، تقریباً هیچ یخی مشاهده نشد؛ احتمالاً به‌دلیل تابش فرابنفش ستاره که باعث تبخیر ذرات یخ می‌شود یا اینکه آب یخ‌زده درون اجرام سنگی بزرگ‌تر (سیاره‌جنین‌ها) ذخیره شده است که از دید وب پنهان مانده‌اند.

یافته‌های جدید که در تاریخ ۱۴ مه ۲۰۲۵ در ژورنال Nature منتشر شد، دریچه‌ای نو به مطالعه منشأ آب و حیات در جهان گشوده است.

چن شی می‌گوید: «وجود یخ آب فرآیند شکل‌گیری سیارات را تسهیل می‌کند. مواد یخی ممکن است در آینده به سیارات سنگی که طی صد‌ها میلیون سال شکل می‌گیرند، منتقل شوند.»

اکنون که تلسکوپ فضایی جیمز وب توانسته یخ آب را به‌وضوح در دیسک ستاره‌ای دیگری مشاهده کند، فرصت تازه‌ای برای بررسی نحوه پیدایش سیارات و انتقال مواد حیاتی در منظومه‌های دیگر فراهم شده است.