پرده‌برداری جیمز وب از اسرار فم‌الحوت؛ ستاره‌ای درخشان با محیط آشوبناک

فُم‌الحوت یا دهان ماهی، ستاره‌ای که فقط ۲۵ سال نوری از ما فاصله دارد، چنان درخشان است که نور ضعیف ستارگان اطراف خود را محو می‌کند. علاقه‌مندان به آسمان شب، از هزاران سال پیش مجذوب اسرار این ستاره شده‌اند.

اکنون به‌گزارش نیویورک‌تایمز، اخترشناسان به کمک تلسکوپ فضایی جیمز وب، شواهدی را مستند کرده‌اند که نشان می‌دهد فم‌الحوت، ستاره‌ای فعال در احاطه‌ی هرج‌ومرجی کیهانی است. دید فروسرخ این رصدخانه‌ی فضایی قدرتمند به اخترشناسان امکان داده است تا ویژگی‌های فم‌الحوت، ازجمله حلقه‌ی اسرارآمیزی را که با نمونه‌های موجود در منظومه شمسی ما متفاوت است، بهتر درک کنند.

آندراس گاسپار، اخترشناس دانشگاه آریزونا و یکی از نویسندگان مطالعه‌ی جدیدی که با استفاده از مشاهدات جیمز وب از فم‌الحوت انجام شده است، با پیچیده‌دانستن این ستاره، می‌گوید: «این نخستین‌بار است که چنین ساختارهایی را در منظومه‌ای تکامل‌یافته می‌بینیم.» مقاله‌ی دانشمندان روز دوشنبه در نشریه‌ی نیچر استرونومی منتشر شد.

یافته‌ها می‌توانند به حل معمایی وجودی کمک کنند؛ اینکه منظومه شمسی ما چقدر عجیب یا معمولی است؟ جسی کریستینسن، دانشمند پروژه در سرویس آرشیو سیاره‌های فراخورشیدی ناسا که در مطالعه‌ی جدید مشارکت نداشته است، می‌گوید: «به سختی می‌توان نتیجه گرفت که آیا ما معمولی هستیم و آیا وضعیت خاصمان در همه جا موجود است یا خیر.»

فم‌الحوت در صورت فلکی ماهی جنوبی قرار دارد. این ستاره با ۴۴۰ میلیون سال سن درمقایسه با خورشید ۴٫۶ میلیارد ساله‌ی ما جوان است. بااین‌حال فم‌الحوت نوعی ستاره است که بیش از یک میلیارد سال عمر نمی‌کند؛ بدین معنا که مانند خورشید در نیمه‌ی راه حیات ستاره‌ای مورد انتظار خود به‌سر می‌برد.

خوشبختانه خورشید برای موجودات زنده‌ی منظومه شمسی، هیچ نشانه‌ای از بحران میانسالی نشان نمی‌دهد. صرف‌نظر از برخورد گاه‌وبیگاه سیارک‌ها یا دنباله‌دارها به یکدیگر، اغلب اجرام بزرگ‌تر به مسیرهای مداری خود پایبند مانده‌اند. در محله‌ی خورشیدی ما، بخش عمده‌ی بقایای ابری که ستارگان جوان‌تر را احاطه می‌کنند، از همان میلیاردها سال پیش هشت سیاره‌ی مجزا را به‌همراه میدان‌های اصلی بقایای کیهانی شامل کمربند سیارکی سنگی بین مریخ و مشتری و کمربند یخی کویپر، فراتر از نپتون شکل دادند.

اما فم‌الحوتِ میان‌سال وضعیت بسیار آشفته‌تری را تجربه می‌کند که در تضاد با شرایط حاکم بر منظومه‌ی سیاره‌ای منظم ما است. بااین‌حال تازه همین اواخر بود که فناوری به سطح جاه‌طلبی‌های نجومی رسید تا دانشمندان بتوانند محیط از هم گسیخته‌ی این ستاره را درک کنند.

به‌منظور انجام مطالعه‌ی جدید، دکتر گاسپار و تیمش دوربین فروسرخ میانی جیمز وب را به سمت فم‌الحوت نشانه گرفتند. جیمز وب قدرتمند برخلاف تلسکوپ‌های فضایی و زمینی پیشین، می‌تواند ضعیف‌ترین درخشش‌های فروسرخ ساطع‌شده از بقایای گردوغبار را تشخیص دهد و بدین ترتیب نه یک حلقه، بلکه سه حلقه‌ی تودرتو از بقایا را در اطراف فم‌الحوت آشکار کرد.

حلقه‌ی داخلی شبیه به کمربند سیارکی ما است؛ درحالی‌که حلقه‌ی بیرونی را می‌توان با کمربند کویپر مقایسه کرد. اما فم‌الحوت یک بزرگراه میانی از بقایا بین این دو حلقه نیز دارد که به احتمال زیاد، ترکیبی از اجرام ناپایدار یخی و سنگی است.

بروس مکینتاش، مدیر رصدخانه‌های دانشگاه کالیفرنیا که در مطالعه مشارکت نداشته است، می‌گوید منظومه شمسی تا حدی به دلیل وجود سیاره‌های بزرگ در وسط ازجمله مشتری، زحل، اورانوس و نپتون که هر چیز موجود در اطرافشان را جارو کرده‌اند، فاقد حلقه‌ای میانی از بقایا است.

شش تصویر از فم‌الحوت از نگاه تلسکوپ‌های مختلف زمینی و فضایی.

شکاف بین حلقه‌های داخلی و میانی فم‌الحوت ممکن است به‌وسیله‌ی یک سیاره به‌وجود آمده باشد؛ اما هیچ مدرک مستقیمی از هیچ جهانی در آنجا دیده نشد. در مرحله‌ی کنونی از چرخه‌ی حیات فم‌الحوت، اغلب سیاره‌ها سرد می‌شوند و تنها یک سیاره با اندازه‌ی چند برابر بزرگ‌تر از مشتری می‌تواند آن‌قدر داغ باشد تا به‌وسیله‌ی ابزار فروسرخ جیمز وب شناسایی شود.

دکتر مکینتاش می‌گوید: «می‌توان سیاره‌های مشتری‌مانند را در کل آن مکان پنهان کرد و هیچ‌کس نفهمد.»

کمربند میانی همچنین جایی است که جویندگان سیاره‌های فراخورشیدی زمانی فکر می‌کردند دنیایی را در آن دیده‌اند و نامش را «فم‌الحوت بی» گذاشتند. اما در سال ۲۰۲۰، دکتر گاسپار و همکارانش نتیجه گرفتند که آنچه دیگر دانشمندان سیاره فراخورشیدی دست‌نخورده پنداشته بودند، دراصل ابر درحال انبساطی از بقایا است که دراثر برخوردی عظیم بین دو جسم پدید آمده است.

مشکل ایده‌ی جدید این بود که آن قسمت از فضا خالی به‌نظر می‌آمد؛ درنتیجه بعید به‌نظر می‌رسید که دو جسم موفق به برخورد با یکدیگر شده باشند. اما کشف کمربند میانی بقایا، راهکاری برای حل مشکل ارائه داده است. دکتر کریستینسن می‌گوید: «اکنون می‌دانیم که چیزهایی در آنجا وجود دارد. آنجا یک برخورد اتفاق افتاده است و درنهایت می‌توانیم پرونده‌ی این مسئله را ببندیم.»

تقابل‌های فاجعه‌بار فقط در نزدیکی ستاره درحال وقوع نیستند. آنچه به‌نظر می‌رسد گرداب عظیمی از بقایا در کمربند بیرونی است، احتمال دارد سایه‌ی برخورد غول‌آسایی دیگر باشد.

اخترشناسان از اینکه تلسکوپ جیمز وب یک صندلی ردیف جلو برای تماشای فم‌الحوت به آن‌ها داده، هیجان‌زده هستند. این دید منحصربه‌فرد همچنین موجب می‌شود که آن‌ها قدردان ماهیت نسبتا آرام منظومه شمسی باشند. دکتر مکینتاش می‌گوید: «فم‌الحوت مثل جهنم آشفته است. اگر سیاره‌هایی در آنجا وجود داشته باشند، همواره با سیارک‌ها برخورد خواهند کرد.»