טלסקופ החלל ג'יימס ווב מערער את התיאוריות על היווצרות כוכבי לכת ביקום הקדום

גילויים חדשים מעידים שדיסקות פרוטו-פלנטריות יכולות לשרוד זמן רב יותר בסביבות דלות ביסודות כבדים, בניגוד להנחות הקודמות

במחקר חדש ומקיף, הצליח טלסקופ החלל ג'יימס ווב לחשוף עדויות ברורות לקיומן של דיסקות פרוטו-פלנטריות פעילות בסביבה דלה ביסודות כבדים, תגלית המאתגרת את התיאוריות המקובלות על היווצרות כוכבי לכת ביקום הקדום.

התגליות המפתיעות של האבל

הסיפור מתחיל בשנת 2003, כאשר טלסקופ החלל האבל זיהה סימנים לכוכב לכת מסיבי המקיף כוכב עתיק מאוד. כוכבים מתקופה כה מוקדמת נחשבו אז כבלתי מתאימים ליצירת כוכבי לכת, משום שהחומר שממנו נוצרו היה דל ביסודות כבדים, כמו פחמן וברזל — אבני הבניין של כוכבי לכת.

המודלים המדעיים הקיימים טענו שדיסקות פרוטו-פלנטריות מתפוגגות מהר מדי בסביבות כאלה, ולא מאפשרות לכוכבי לכת להיווצר. למרות זאת, האבל סיפק עדויות שסתרו את התיאוריה הזו, אך יכולותיו לא אפשרו לאמת אם הדיסקות הללו אכן פעילות ביצירת כוכבי לכת.

כדי לחקור את התופעה לעומק, התמקדו החוקרים באשכול הכוכבים NGC 346, אזור יצירת כוכבים בגלקסיית הענן המגלני הקטן. אזור זה דומה לתנאים ששררו ביקום המוקדם, שבו יסודות כבדים היו נדירים במיוחד.

רגישות באינפרה אדום

בעזרת הרגישות יוצאת הדופן של טלסקופ החלל ווב בתחום האינפרה-אדום, הצליחו החוקרים לאמת את התגליות של האבל ואף להרחיבן. ווב גילה כי כוכבים באשכול NGC 346, בני 20–30 מיליון שנה, עדיין מוקפים בדיסקות פרוטו-פלנטריות פעילות.

"גילינו שדיסקות אלו לא רק ששרדו מעבר לכל הציפיות, אלא שהן גם ממשיכות לצבור חומר וליצור כוכבי לכת," אמר גוידו דה מרקי, מנהל המחקר ממרכז המחקר האירופי לטכנולוגיה וחלל (ESTEC).

הישרדות הדיסקות: אתגר למודלים קיימים

המודלים המדעיים המסורתיים טענו כי בסביבה דלה ביסודות כבדים, הקרינה הרדיואקטיבית של הכוכבים "תנקה" את הדיסקות במהירות, כך שזמן חייהן לא יעלה על מיליון שנה. עם זאת, הממצאים החדשים מראים שדיסקות אלו יכולות לשרוד עשרות מיליוני שנים.

"התוצאות הללו מאלצות אותנו לחשוב מחדש על המודלים שלנו להיווצרות כוכבי לכת," הוסיפה אלנה סאבי, חוקרת ראשית במצפה הכוכבים ג'מיני.

שני מנגנונים אפשריים להישרדות

החוקרים מציעים שני הסברים אפשריים, או שילוב ביניהם, שמאפשרים לדיסקות לשרוד זמן רב יותר:

1. קרינה חלשה יותר: לחץ הקרינה הפועל לפיזור הדיסקות תלוי בנוכחות יסודות כבדים. מכיוון שב-NGC 346 יש רק כ-10% מכמות היסודות הכבדים שבשמש שלנו, הקרינה פחות יעילה בפיזור הדיסקה.
2. דיסקות מסיביות יותר: כוכבים בסביבות דלות ביסודות כבדים עשויים להתחיל מענני גז גדולים יותר. דיסקות מסיביות אלו דורשות זמן רב יותר להתפוגג, גם אם הקרינה פועלת באותה עוצמה.

"תהליך ההצטברות נמשך זמן רב יותר בסביבות אלו," הוסיפה סאבי. "המשמעות היא שכוכבי לכת יכולים להתפתח בצורה שונה לגמרי בסביבות כאלה."

השלכות על הבנת היקום

הממצאים החדשים פותחים פתח להבנה רחבה יותר של תהליכי היווצרות כוכבי הלכת והאבולוציה של מערכות פלנטריות בסביבות קיצוניות.

"התגלית הזו משנה את כללי המשחק," אמר ג'ו ווסטלייק, מנהל חטיבת ההליופיזיקה בנאס"א. "היא לא רק משפיעה על ההבנה שלנו של היווצרות כוכבי לכת, אלא גם מעניקה תובנות חדשות על התפתחות היקום המוקדם."

החוקרים מתכננים להשתמש בטכנולוגיות מתקדמות כמו משימת NEO Surveyor, טלסקופ החלל הראשון שמיועד במיוחד לגילוי אסטרואידים קרובי כדור הארץ, כדי להעמיק את המחקר.

עוד בנושא באתר הידען:

• הטלסקופ הגדול במיוחד שאירופה רוצה לבנות בצ'ילה
• כך נולדים כוכבי לכת – ערפיליות קדם פלנטריות בערפילית אוריון