تلسکوپ جیمز وب برای اولین بار موفق به کشف «محل تولد قمرها» در اطراف یک سیاره بیگانه شد

برای اولین بار، دانشمندان موفق به شناسایی مستقیم مولکول‌های موجود در دیسک‌های گاز و غبار که به دور یک سیاره غول‌پیکر فراخورشیدی می‌چرخند، شده‌اند. سیه‌را گرنت، اخترشناس از مؤسسه کارنگی در واشنگتن دی‌سی، این دستاورد را امری شگفت‌انگیز معرفی کرده که قبلاً غیرممکن تلقی می‌شد. عموماً این گونه سیگنال‌های ضعیف در درخشش ستاره‌های مادر ناپدید می‌شوند.

گرنت و همکارش گابریله کونیو از دانشگاه زوریخ، داده‌های خود را به تازگی در یک مقاله علمی منتشر کرده‌اند. این دو دانشمند بر این باورند که دیسک غنی از کربن، «زایشگاه قمرها» به شمار می‌رود و قصد دارند نمونه‌های بیشتری را رصد کنند. هدف آن‌ها در نهایت شناسایی شکاف‌هایی است که در این دیسک‌ها به وسیله قمرهای در حال شکل‌گیری ایجاد شده‌اند.

با بهره‌گیری از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، گرنت و کونیو به استخراج درخشش فروسرخ دیسک گاز و غبار پیرامون سیاره غول‌پیکر CT Cha b پرداختند. شناسایی نوری که از یک سیاره می‌آید، به‌خصوص از دیسکی که در اطراف آن می‌چرخد، به مانند شناسایی کرم شب‌تابی در برابر نورافکن است. اگر آن کرم شب‌تاب به طور قابل توجهی بزرگتر باشد و فاصله زیادی از منبع نور داشته باشد، آسان‌تر خواهد بود. جرم CT Cha b بین ۱۴ تا ۲۴ برابر مشتری تخمین زده می‌شود و در فاصله‌ای که تقریباً ۱۷ برابر بیشتر از فاصله نپتون تا خورشید است، به دور ستاره خود می‌چرخد.

پیش‌تر، مشاهدات نشان داده‌اند که CT Cha b در حال «بلعیدن» مواد از دیسکی است که هنوز به صورت مستقیم قابل مشاهده نیست و کونیو تلاش داشته تا درخشش حرارتی این دیسک را از نور شدید ستاره جدا کند. گرنت در شروع کار نسبت به امکان‌پذیری این اقدام شک داشت؛ در حالی که کونیو تمایل داشت تا توانایی‌های تلسکوپ جیمز وب را به چالش بکشد. او این تلاش را به عملکرد در یک بازی تشبیه می‌کند.

سرانجام، کونیو موفق به استخراج طیف نوری «زیبایی» از دیسک شد و گرنت در آن شواهدی از ترکیبات شیمیایی غنی از کربن مانند سیانید هیدروژن، استیلن و حتی مولکول‌های پیچیده به اندازه حلقه‌های بنزن شش‌کربنه را مشاهده کرد؛ موادی که در مواد در حال گردشی که به دور ستاره CT Cha b هستند، دیده نمی‌شوند. این دیسک می‌تواند محلی برای تشکیل قمرهای جدید دور سیاره باشد.

دنی گسمن، اخترفیزیکدان از مؤسسه ماکس پلانک برای اخترشناسی در هایدلبرگ آلمان که در این پژوهش مشارکت نداشته، می‌گوید: «این کشف ممکن است به ما سرنخی بدهد در مورد موادی که برای شکل‌گیری قمرهای فراخورشیدی موجود است.» او همچنین هشدار می‌دهد که هرچند اندازه عظیم و فاصله قابل توجه CT Cha b از ستاره‌اش، آن را به هدفی مناسب برای رصد تبدیل می‌کند، ممکن است این ویژگی‌ها نشان‌دهنده این باشد که این سیاره بیشتر به «ستاره ناکام» شباهت دارد تا یک غول گازی رایج.

حتی در منظومه شمسی خود نیز منشأ قمرها همچنان به عنوان یک معما باقی مانده است. دیسک‌هایی نظیر دیسک CT Cha b فرصتی را فراهم می‌آورند تا نه تنها قمرهای منظومه‌های خارج از خورشید، بلکه قمرهای خود منظومه نیز به خوبی بررسی شوند. کونیو اظهار می‌دارد: «واقعاً دشوار است که به ۴٫۵ میلیارد سال قبل برگردیم و تصور کنیم که آن‌ها چگونه شکل گرفته‌اند. اکنون ما قادر هستیم واقعاً به تماشا این فرآیند بپردازیم.»

این پژوهش در نشریه Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.