کشف یخ‌آب کریستالی توسط تلسکوپ فضایی «جیمز وب»

کشف یخ‌آب کریستالی توسط تلسکوپ فضایی «جیمز وب» پیامد‌های مهمی برای درک شکل‌گیری سیارات غول‌پیکر و احتمال انتقال آب به سیارات سنگی دارد. 

دانشمندان با استفاده از داده‌های ابزار «طیف‌نگار فروسرخ نزدیک» (NIRSpec) نصب شده بر روی تلسکوپ فضایی «جیمز وب» در «آژانس فضایی اروپا» (ESA) و «آژانس فضایی کانادا» (CSA)، برای اولین بار یخ‌آب کریستالی را در یک قرص غبار متشکل از بقایا در اطراف ستاره «HD ۱۸۱۳۲۷» کشف کرده‌اند.

به نقل از سای‌نیوز، ستاره «HD ۱۸۱۳۲۷» یک ستاره رشته اصلی جوان است که در فاصله تقریبی ۱۶۹ سال نوری از زمین در صورت فلکی «سه‌پایه» (Pictor) قرار دارد. این ستاره که با نام‌های «TYC ۸۷۶۵-۶۳۸-۱» و «WISE J۱۹۲۲۵۸.۹۷-۵۴۳۲۱۷.۸» نیز شناخته می‌شود، حدود ۲۳ میلیون سال عمر دارد و جرمی تقریباً ۳۰ درصد بیشتر از خورشید ما دارد.

اخترشناس «چن شی» (Chen Xie) از «دانشگاه جانز هاپکینز» (Johns Hopkins) و همکارانش با استفاده از ابزار «NIRSpec» در «جیمز وب»، این ستاره را رصد کردند. این ابزار نسبت به ذرات غبار بسیار ضعیف که تنها از فضا قابل تشخیص هستند، فوق‌العاده حساس است.

دکتر «شی» می‌گوید: ستاره «HD ۱۸۱۳۲۷» یک سامانه بسیار فعال است. برخورد‌های منظم و مداومی در قرص بقایای آن رخ می‌دهد. هنگامی که این اجرام یخی با هم برخورد می‌کنند، ذرات ریز یخ‌آب غباری را آزاد می‌کنند که اندازه آنها برای تشخیص توسط «جیمز وب» کاملاً مناسب است.

مشاهدات این تلسکوپ یک شکاف قابل توجه بین ستاره و قرص بقایای آن را تأیید می‌کند. این شکاف، ناحیه‌ای وسیع و عاری از غبار است. در فاصله دورتر، قرص بقایای این ستاره شبیه به «کمربند کویپر» (Kuiper Belt) در منظومه شمسی ماست که در آن سیارات کوتوله، دنباله‌دار‌ها و قطعات دیگر یخ و سنگ یافت می‌شوند. میلیارد‌ها سال پیش، «کمربند کویپر» ما احتمالاً شبیه به قرص بقایای «HD ۱۸۱۳۲۷» بوده است.

دکتر «شی» اظهار داشت: این تلسکوپ به طور آشکارا نه تنها یخ‌آب، بلکه یخ‌آب کریستالی را شناسایی کرد که در مکان‌هایی مانند حلقه‌های زحل و اجرام یخی در «کمربند کویپر» منظومه شمسی ما نیز یافت می‌شود.

یخ‌آب به طور یکنواخت در سراسر سامانه «HD ۱۸۱۳۲۷» توزیع نشده است. بیشترین مقدار آن در جایی که سردترین نقطه و دورترین فاصله از ستاره است، یافت می‌شود.

دکتر «شی» گفت: بخش بیرونی قرص بقایا از بیش از ۲۰ درصد یخ‌آب تشکیل شده است.

«جیمز وب» در قسمت میانی قرص بقایا، حدود ۸ درصد یخ‌آب شناسایی کرد. در این منطقه، احتمالاً ذرات آب یخ‌زده کمی سریع‌تر از اینکه از بین بروند، تولید می‌شوند.

گفتنی است که در ناحیه‌ای از قرص بقایا که نزدیک‌ترین فاصله به ستاره را دارد، این تلسکوپ تقریباً هیچ یخی را شناسایی نکرد. به احتمال زیاد نور فرابنفش ستاره باعث تبخیر نزدیک‌ترین ذرات یخ‌آب می‌شود. همچنین ممکن است این تلسکوپ قادر به شناسایی سنگ‌هایی موسوم به «خرده‌سیاره» (planetesimals) که آب یخ‌زده را در خود حبس کردند، نباشد.

دکتر «شی» خاطرنشان کرد: حضور یخ‌آب به تسهیل شکل‌گیری سیارات کمک می‌کند. مواد یخی همچنین ممکن است در نهایت به سیارات سنگی که طی چند صد میلیون سال در سامانه‌هایی شبیه به این شکل بگیرند، منتقل شوند.

این یافته‌ها در مجله Nature منتشر شده است.