James Webb και Hubble ενώνουν τις δυνάμεις τους για να δούμε πως γεννιούνται οι πλανήτες

Το ερώτημα για το πώς δημιουργήθηκε η Γη και οι υπόλοιποι πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια εξακολουθεί να αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της αστρονομίας. Είναι γνωστό ότι τα άστρα γεννιούνται μέσα σε τεράστια νέφη αερίων και σκόνης, ενώ οι πλανήτες σχηματίζονται από δίσκους υλικού που παραμένουν σε τροχιά γύρω τους. Ωστόσο, η άμεση παρατήρηση αυτών των γεγονότων υπήρξε διαχρονικά δύσκολη υπόθεση, καθώς η ίδια η κοσμική σκόνη, που αποτελεί το κύριο υλικό δημιουργίας, κρύβει τα μυστικά της γέννησης. Ακόμη και τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια δεν μπορούσαν μέχρι πρόσφατα να αποκαλύψουν τις λεπτομέρειες που χρειαζόταν η επιστήμη.

Η νέα εποχή ξεκίνησε με τη συνεργασία δύο εκ των πιο διάσημων διαστημικών παρατηρητηρίων: το James Webb Space Telescope και το Hubble. Μαζί έστρεψαν την προσοχή τους σε ένα ιδιαίτερο αντικείμενο, το IRAS 04302+2247, γνωστό και ως Butterfly Star. Ο συγκεκριμένος πρωτοαστέρας βρίσκεται περίπου 525 έτη φωτός μακριά, στην περιοχή σχηματισμού άστρων του Ταύρου, και περιβάλλεται από έναν γιγαντιαίο προπλανητικό δίσκο. Το μέγεθός του είναι εντυπωσιακό: η διάμετρός του ξεπερνά τα 65 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, πολλαπλάσια σε σχέση με το μέγεθος του ίδιου του Ηλιακού μας Συστήματος.

Οι εικόνες που συνέλεξε το James Webb προσφέρουν μια ανεκτίμητη ματιά στη διαδικασία κατά την οποία η σκόνη μετατρέπεται σταδιακά σε πλανήτες. Για τους επιστήμονες, αυτό σημαίνει ότι αποκτούν πολύτιμα δεδομένα για να κατανοήσουν τι ακριβώς συνέβη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια στη δημιουργία της Γης. Για την παρατήρηση χρησιμοποιήθηκαν η υπέρυθρη κάμερα NIRCam και το όργανο MIRI του James Webb, τα οποία συνδυάστηκαν με τις οπτικές παρατηρήσεις του Hubble.

Το εντυπωσιακό στοιχείο αυτής της έρευνας είναι η ιδιαίτερη γωνία από την οποία βλέπουμε τον δίσκο: από τη Γη φαίνεται «πλάγια», σαν μια σκοτεινή λωρίδα που τέμνει το φως του κεντρικού άστρου. Αυτή η προοπτική προσφέρει ένα μοναδικό πλεονέκτημα, καθώς επιτρέπει στους αστρονόμους να μελετήσουν το πάχος και τη δομή του δίσκου σε κατακόρυφο άξονα, παρακολουθώντας πώς οι κόκκοι σκόνης κατακάθονται στο κεντρικό επίπεδο. Η διαδικασία αυτή είναι καθοριστική: μέσω της καθίζησης, οι κόκκοι ενώνονται, μεγαλώνουν και σταδιακά εξελίσσονται στα δομικά στοιχεία των μελλοντικών πλανητών.

Το Butterfly Star δικαιολογεί απόλυτα το όνομα του. Δεξιά και αριστερά του σκοτεινού δίσκου απλώνονται δύο φωτεινές «φτερούγες» από αέρια και σκόνη. Οι νεφελώδεις αυτές εκτάσεις αντανακλούν το φως του πρωτοαστέρα, δημιουργώντας μια εικόνα που θυμίζει πεταλούδα με ανοιχτά φτερά. Η σκοτεινή ζώνη στο κέντρο δεν είναι τίποτα άλλο από την πυκνή συγκέντρωση αερίων και σκόνης που τυλίγει το νεαρό άστρο, καθιστώντας πιο εύκολο για το James Webb να ανιχνεύσει τα ασθενή χαρακτηριστικά γύρω του.

Το Hubble, με τη σειρά του, συνέβαλε αποκαλύπτοντας μικρά στίγματα και ίχνη γύρω από τη σκοτεινή λωρίδα, ενδείξεις ότι ο πρωτοαστέρας συνεχίζει να απορροφά υλικό από το περιβάλλον του. Ταυτόχρονα, εντοπίστηκαν εκτοξεύσεις αερίων και ρευμάτων που μαρτυρούν τη συνεχιζόμενη «ανάσα» του νεαρού άστρου. Έτσι, οι παρατηρήσεις των δύο τηλεσκοπίων αλληλοσυμπληρώνονται, σχηματίζοντας ένα πλήρες πορτρέτο του πλανητικού λίκνου.

Η συγκεκριμένη έρευνα εντάσσεται στο πρόγραμμα GO #2562 του James Webb, το οποίο εστιάζει σε τέσσερις προπλανητικούς δίσκους αιχμής. Ο στόχος είναι να αποκαλυφθούν οι μηχανισμοί μέσα από τους οποίους η σκόνη και το αέριο οργανώνονται και τελικά μεταμορφώνονται σε πλανητικά συστήματα.

[via]