"เจมส์ เว็บบ์" แสดงความหลากหลายของ "โรงพยาบาลแม่" ของดาวเคราะห์

ทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์นานาชาติได้ตรวจสอบข้อมูลสเปกตรัมชุดแรกบนดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์

ดาวฤกษ์อายุน้อยที่ล้อมรอบซึ่งรวบรวมโดยจักรวาลกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ การวิเคราะห์เบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าจานมีความหลากหลายทางเคมีและอุดมไปด้วยน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนอินทรีย์ เช่น เบนซิน เช่นเดียวกับคาร์บอนและซิลิเกตเม็ดเล็กๆ

นักวิจัยได้วิเคราะห์สภาวะภายในพื้นที่ของดิสก์ดังกล่าวซึ่งคาดว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นหินจะก่อตัว ผลลัพธ์แรกที่นำเสนอในรายงานสองฉบับ แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของบริเวณการก่อตัวของดาวเคราะห์ที่เป็นหิน แผ่นจานมีตั้งแต่สภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยสารประกอบคาร์บอนไปจนถึงการจับตัวเป็นก้อนที่มีคาร์บอนไดออกไซด์และมีน้ำเล็กน้อย

เช่นรอยนิ้วมือ สารเคมีต่างๆสสารสร้างเครื่องหมายที่มีลักษณะเฉพาะและระบุตัวตนได้ในสเปกตรัมอินฟราเรดที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลนี้เพื่อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของภูมิภาคภายใต้การศึกษา ในกรณีนี้คือดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์

การวิเคราะห์สเปกตรัมของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ของดาว GW Lup รูปภาพ: S. Grant et al., MPIA

หนึ่งในสาขาการศึกษาคือดิสก์ชั้นในที่อบอุ่นของดาวฤกษ์มวลต่ำอายุน้อย GW Lup จากการวิเคราะห์พบว่าเป็นพื้นที่ "แห้ง" ซึ่งแทบไม่มีโมเลกุลของน้ำเลย ในการทำเช่นนั้น นักวิจัยพบโมเลกุลที่ประกอบด้วยคาร์บอนและออกซิเจน รวมทั้งเป็นครั้งแรกในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์รุ่นหายากที่มีไอโซโทปหนักของคาร์บอน นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าการขาดน้ำสามารถอธิบายความว่างเปล่ารอบดาวฤกษ์ใจกลางซึ่งเป็นบริเวณที่ปราศจากก๊าซได้

การวิเคราะห์สเปกตรัมของดิสก์กำเนิดดาวเคราะห์ของดาว J160532 รูปภาพ: S. Grant et al., MPIA

ในสเปกตรัมของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ดวงอื่นรอบดาวฤกษ์มวลต่ำ J160532 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบก๊าซไฮโดรเจนอุ่นและสารประกอบไฮโดรเจน-คาร์บอนที่มีอุณหภูมิประมาณ 230 องศาเซลเซียส สัญญาณสเปกตรัมที่แรงที่สุดมาจากโมเลกุลอะเซทิลีนที่ร้อน ซึ่งแต่ละโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 2 อะตอมและอะตอมของไฮโดรเจน 2 อะตอม

ก๊าซอินทรีย์อื่น ๆ ที่อบอุ่นไม่น้อยโมเลกุลนี้คือไดอะเซทิลีนและเบนซีน ซึ่งค้นพบครั้งแรกในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ และอาจมีเทนด้วย การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าจานนี้มีคาร์บอนมากกว่าออกซิเจน ส่วนผสมขององค์ประกอบทางเคมีดังกล่าวอาจส่งผลต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่ก่อตัวที่นั่นได้เช่นกัน

นักวิจัยทราบว่าแม้แต่ครั้งแรกผลวิเคราะห์ชี้ "เจมส์ เว็บบ์" "เปิดยุคทองดาราศาสตร์" การวิจัยในอนาคตจะช่วยในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเงื่อนไขการก่อตัวของดาวเคราะห์และค้นหาสิ่งมีชีวิตที่สามารถดำรงอยู่ได้

อ่านเพิ่มเติม:

"ทะเล" ของควาร์กในหนึ่งโปรตอน: อนุภาคมูลฐานประกอบด้วยอะไร

ดูแผนที่ความละเอียดสูงสุดของดาวอังคาร: 110,000 เฟรมและ 5.7 ล้านล้านพิกเซล

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาวัตถุที่มีความสว่างมากซึ่งละเมิดกฎของฟิสิกส์

บนหน้าปก: ภาพประกอบทางศิลปะของความหลากหลายของโมเลกุลในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ ภาพ: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / MPIA