راز یخ‌های فضایی: کشف آب یخ‌زده در اطراف سیاره‌ای شبیه خورشید توسط تلسکوپ وب!
اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به یک دستاورد مهم دست یافته‌اند: آن‌ها موفق به شناسایی آب یخ‌زده در یک حلقه غباری و خرده‌سیاره‌ای به دور یک ستاره خورشید مانند دوردست شده‌اند. این رصد، علاوه بر اهمیت فنی، گامی معنادار در جهت درک نحوه توزیع ترکیبات حیاتی مانند آب در سایر منظومه‌های سیاره‌ای به شمار می‌رود.
دیسکی دوردست، آینه‌ای از منظومه شمسی اولیه
ستاره مورد نظر، HD 181327، در فاصله حدود ۱۵۵ سال نوری از ما و در صورت فلکی تلسکوپ (Telescopium) واقع شده است. این ستاره با وجود اینکه تنها ۲۳ میلیون سال عمر دارد (در مقیاس کیهانی، یک نوزاد به حساب می‌آید)، تصویری از منظومه شمسی ما در مراحل اولیه شکل‌گیری‌اش ارائه می‌دهد. HD 181327 توسط یک دیسک پهن و غباری احاطه شده است که مملو از اجسام کوچک یخی – اجزای اصلی سازنده سیارات – است.
به گفته کریستین چن (Christine Chen)، دانشمند محقق در دانشگاه جانز هاپکینز، این یک “سیستم بسیار فعال” است، جایی که برخوردهای مکرر بین این اجسام یخی، دائماً ذرات ریز یخ آب غباری تولید می‌کند. او توضیح داد که این ذرات، “اندازه مناسبی برای شناسایی توسط وب دارند” و به تلسکوپ اجازه می‌دهند تا ترکیب دیسک را با وضوح بی‌سابقه‌ای نقشه‌برداری کند.
مسیری برای آب حیات‌بخش
این کشف پیامدهای عمیق‌تری برای منشاء احتمالی حیات فراتر از زمین دارد. دانشمندان مدت‌هاست که این نظریه را مطرح کرده‌اند که آب – به ویژه در حالت یخ‌زده – می‌تواند در مناطق سرد و بیرونی منظومه‌های سیاره‌ای رایج باشد. این ایده تا حدی بر اساس منظومه شمسی خودمان است، جایی که قمرهای یخی مانند اروپا (Europa)، گانیمد (Ganymede) و انسلادوس (Enceladus) دارای مخازن عظیمی از آب یخ‌زده و حتی آب مایع زیرسطحی هستند.
یافته‌های JWST، که در تاریخ ۱۵ می (۲۵ اردیبهشت) در مجله Nature منتشر شد، این فرضیه را تایید می‌کند که “گلوله‌های برفی کثیف” یخی در این مناطق می‌توانند روزی از طریق برخوردهای پرسرعت، آب را به سیارات سنگی در حال شکل‌گیری منتقل کنند. اعتقاد بر این است که این فرآیند در گذشته زمین نیز رخ داده و احتمالاً سیاره ما را با آبی که امروز حیات را تداوم می‌بخشد، بارور کرده است.
کمربند یخی، پژواکی از کمربند کویپر
JWST با استفاده از ابزارهای قدرتمند فروسرخ خود، نشان داد که بیشتر یخ آب این سیستم در دیسک بیرونی متمرکز شده است، جایی که دما به اندازه کافی پایین است تا یخ در حالت پایدار باقی بماند. نزدیکتر به ستاره، یخ کمیاب می‌شود – احتمالاً به دلیل تابش فرابنفش که آن را تبخیر می‌کند، یا به این دلیل که آب در سیاره‌نماهای بزرگتر محبوس شده است، که برای حسگرهای وب بسیار بزرگ یا دور هستند که بتوانند آن‌ها را شناسایی کنند.
دانشمندان شباهت‌های زیادی بین این دیسک و کمربند کویپر – حلقه اجرام یخی فراتر از نپتون در منظومه شمسی ما – مشاهده کرده‌اند. چن در این باره می‌گوید: «آنچه که بیش از همه قابل توجه است، این است که این داده‌ها مشابه مشاهدات اخیر تلسکوپ از اجرام کمربند کویپر در منظومه شمسی خودمان به نظر می‌رسند.» او بر ارزش داده‌های تطبیقی در گشودن داستان شکل‌گیری سیاره‌ای تاکید کرد.
طرح اولیه برای تولد سیاره‌ای
HD 181327 تنها چند میلیون سال سن دارد و هنوز در ابتدای تکامل سیاره‌ای خود قرار دارد، اما دیسک بقایای آن در حال حاضر سرنخ‌های مهمی در مورد چگونگی شکل‌گیری آب و سایر عناصر در جهان‌های آینده ارائه می‌دهد. بمباران مداوم و هرج و مرج یخی در داخل دیسک، زمینه را برای تجمع آهسته سیارات جدید و به طور بالقوه، برای ورود ترکیبات حیات‌بخش فراهم می‌کند.
توانایی شناسایی چنین جزئیات دقیقی در سیستم‌های دوردست، درهای جدیدی را به روی اخترفیزیک و علوم سیاره‌ای می‌گشاید و محققان را قادر می‌سازد تا توزیع و حرکت آب را در سراسر کیهان ردیابی کنند. رصد HD 181327 توسط JWST نه تنها یک موفقیت فنی، بلکه گامی مهم در تلاش مستمر بشر برای درک چگونگی پیدایش حیات در جاهای دیگر جهان است.
