یخِ پنهان در همسایگی خورشید: کشف سیاره‌ای شبیه زمین با کمک تلسکوپ جیمز وب؟
دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به یک پیشرفت چشمگیر دست یافته‌اند: کشف یخِ آب در یک حلقه غبارآلود در اطراف ستاره‌ای دوردست و شبیه به خورشید. این رصد نه تنها یک دستاورد فنی محسوب می‌شود، بلکه گامی مهم در جهت درک چگونگی توزیع ترکیبات ضروری برای حیات، مانند آب، در سایر منظومه‌های سیاره‌ای به شمار می‌رود.
بازتاب منظومه شمسی اولیه در یک دیسک دوردست
ستاره مورد نظر، HD 181327، در فاصله حدود ۱۵۵ سال نوری از ما و در صورت فلکی تلسکوپ واقع شده است. این ستاره، با وجود سن کم خود (فقط ۲۳ میلیون سال)، تصویری از منظومه شمسی ما در مراحل اولیه شکل‌گیری ارائه می‌دهد. HD 181327 توسط یک دیسک غبارآلود گسترده احاطه شده است که مملو از اجرام یخی کوچک – عناصر اصلی سازنده سیارات – می‌باشد.
به گفته کریستین چن، دانشمند محقق دانشگاه جانز هاپکینز، این یک “سیستم بسیار فعال” است که در آن برخوردهای مکرر بین این اجرام یخی به طور مداوم ذرات ریز یخ آب را تولید می‌کند. وی توضیح می‌دهد که این ذرات “اندازه کاملاً مناسبی برای تشخیص توسط تلسکوپ وب دارند” و این امکان را فراهم می‌سازد تا این تلسکوپ ترکیب دیسک را با وضوح بی‌سابقه‌ای نقشه‌برداری کند.
مسیری برای آبِ حامل حیات
این کشف، پیامدهای عمیق‌تری برای منشاء احتمالی حیات در خارج از زمین دارد. دانشمندان مدت‌هاست که نظریه پردازی کرده‌اند که آب – به ویژه به شکل یخ‌زده – می‌تواند در نواحی بیرونی و سرد منظومه‌های سیاره‌ای فراوان باشد. این ایده تا حدی بر اساس منظومه شمسی خودمان استوار است، جایی که قمرهای یخی مانند اروپا، گانیمد و انسلادوس دارای مخازن عظیم آب یخ‌زده و حتی مایع زیرسطحی هستند.
یافته‌های JWST، که در تاریخ ۱۵ می در مجله Nature منتشر شد، از این ایده پشتیبانی می‌کند که “گلوله‌های برفی کثیف” یخی در این مناطق می‌توانند روزی از طریق برخوردهای پرسرعت، آب را به سیارات سنگی در حال شکل‌گیری برسانند. اعتقاد بر این است که این فرآیند در گذشته زمین نیز رخ داده است و احتمالاً سیاره ما را با آبی که امروزه حیات را در آن حفظ می‌کند، بارور کرده است.
کمربند یخی، پژواکی از کمربند کویپر
JWST با استفاده از ابزارهای قدرتمند فروسرخ خود نشان داد که بخش عمده‌ای از یخ آب این سیستم در دیسک بیرونی متمرکز شده است، جایی که دما به اندازه کافی پایین است تا یخ پایدار بماند. در نزدیکی ستاره، یخ کمیاب می‌شود – احتمالاً به دلیل تابش فرابنفش که آن را تبخیر می‌کند، یا به این دلیل که آب در سیاره‌سان‌های بزرگ‌تر محبوس شده است، اجسامی بسیار بزرگ یا دور که حسگرهای تلسکوپ وب قادر به تشخیص آن‌ها نیستند.
دانشمندان شباهت‌های زیادی بین این دیسک و کمربند کویپر – حلقه اجرام یخی فراتر از نپتون در منظومه شمسی ما – مشاهده کرده‌اند. چن می‌گوید: “آنچه بیش از همه قابل توجه است، این است که این داده‌ها شبیه به مشاهدات اخیر تلسکوپ از اجرام کمربند کویپر در منظومه شمسی خودمان است.” او بر ارزش داده‌های مقایسه‌ای در کشف داستان شکل‌گیری سیاره‌ای تاکید کرد.
طرحی برای تولد سیارات
HD 181327 تنها چند میلیون سال سن دارد و هنوز در ابتدای تکامل سیاره‌ای خود قرار دارد، اما دیسک باقیمانده از شکل‌گیری آن، از هم‌اکنون سرنخ‌های مهمی در مورد چگونگی شکل‌گیری جهان‌های آینده توسط آب و سایر عناصر در خود جای داده است. بمباران مداوم و هرج و مرج یخی درون دیسک، زمینه را برای تجمع آهسته سیارات جدید و به طور بالقوه، برای ورود ترکیبات حامل حیات فراهم می‌کند.
توانایی تشخیص چنین جزئیات دقیقی در سیستم‌های دوردست، درهای جدیدی را برای 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 است، بلکه گامی مهم در جستجوی مداوم بشر برای درک چگونگی پیدایش حیات در جای دیگری از جهان به شمار می‌رود.
