رصدهای تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان میدهد حلقههای کاریکلو، یکی از کوچکترین اجرام شناختهشده دارای حلقه در منظومه شمسی، در طول زمان دچار تغییر میشوند؛ یافتهای که میتواند درک دانشمندان از شکلگیری و تکامل سامانههای حلقهای را تغییر دهد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بار دیگر به کشفی مهم در منظومه شمسی دست یافته است. اخترشناسان با استفاده از این تلسکوپ قدرتمند دریافتهاند که سامانه حلقهای کاریکلو (Chariklo) برخلاف تصور پیشین، ساختاری کاملاً ثابت و پایدار ندارد و در طول زمان تغییر میکند.
کاریکلو جرمی کوچک از خانواده اجرام موسوم به قنطورسها (Centaurs) است که در ناحیهای میان مدار زحل و اورانوس به دور خورشید میگردد. این جرم تنها حدود ۲۵۰ کیلومتر قطر دارد، اما دارای دو حلقه ضخیم است؛ ویژگیای که آن را به یکی از جذابترین اجرام کوچک منظومه شمسی برای مطالعه تبدیل کرده است.
تغییرات متفاوت در دو حلقه کاریکلو
کاریکلو نخستینبار در سال ۲۰۱۳ بهعنوان جرمی دارای حلقه شناسایی شد. اکنون دادههای جدید جیمز وب نشان میدهد که این دو حلقه در طول زمان به شکل متفاوتی تغییر کردهاند.
گروهی از پژوهشگران به سرپرستی دانشمندانی از مؤسسه اخترفیزیک اندلس (IAA-CSIC)، رصد کاریکلو را با تلسکوپ جیمز وب از اکتبر ۲۰۲۲ آغاز کردند.
آنها برای بررسی حلقهها از روشی به نام اختفای ستارهای استفاده کردند. در این روش، زمانی که یک جرم آسمانی از مقابل یک ستاره عبور میکند، کاهش نور ستاره اندازهگیری میشود. از روی این تغییرات میتوان اطلاعات دقیقی درباره اندازه، شکل و ساختار جرم عبوری به دست آورد.
پابلو سانتوس-سانز، سرپرست پژوهش، میگوید مقایسه دادههای جیمز وب با مشاهدات مربوط به اختفاهای ستارهای انجامشده طی حدود یک دهه گذشته، تغییرات متضادی را در دو حلقه آشکار کرده است.
بر اساس این دادهها، حلقه داخلی اکنون کدرتر و متراکمتر از گذشته به نظر میرسد، در حالی که حلقه خارجی شفافتر شده است.
این یافته نشان میدهد فرآیندهای فیزیکی حاکم بر حلقههای کاریکلو بسیار پیچیدهتر از تصورات پیشین هستند.
چرا این کشف اهمیت دارد؟
پیش از این، دانشمندان تصور میکردند حلقههای اجرام کوچک منظومه شمسی نسبتاً پایدار هستند. اما تغییرات مشاهدهشده در کاریکلو نشان میدهد که این سامانهها میتوانند در مقیاس زمانی نسبتاً کوتاه دچار تحول شوند.
سانتوس-سانز میگوید این نتایج دانشمندان را وادار میکند درباره نحوه شکلگیری حلقهها، چگونگی تکامل آنها و سازوکارهایی که باعث حفظ پایداریشان میشوند، بازنگری کنند.
او تأکید میکند که توانایی شناسایی چنین تغییراتی، «پنجرهای جدید» برای مطالعه روند تکامل سامانههای حلقهای و احتمالاً دیگر حلقههای موجود در منظومه شمسی ایجاد میکند.
با این حال، علت دقیق تغییرات مشاهدهشده در حلقههای کاریکلو هنوز مشخص نیست و پژوهشگران برای یافتن توضیح آن به مطالعات بیشتری نیاز دارند.
همکاری جیمز وب و مأموریت گایا
این پژوهش علاوه بر اهمیت آن برای شناخت اجرام کوچک منظومه شمسی، یک دستاورد فنی مهم برای تلسکوپ فضایی جیمز وب نیز محسوب میشود.
پژوهشگران برای انجام این اندازهگیریها باید موقعیت کاریکلو، موقعیت ستاره مورد مطالعه و همچنین مسیر حرکت خود جیمز وب را با دقت بسیار بالایی مشخص میکردند.
در این میان، دادههای مأموریت گایا (Gaia) متعلق به آژانس فضایی اروپا نقش مهمی در تعیین دقیق موقعیت ستاره داشتند. جیمز وب نیز در اطراف نقطه لاگرانژی L2 فعالیت میکند؛ منطقهای در فاصله حدود ۱.۵ میلیون کیلومتری زمین در سمت مخالف خورشید.
یوسل کیلیچ، یکی از اعضای تیم پژوهشی از مؤسسه اخترفیزیک اندلس، میگوید دستیابی به این سطح از دقت نیازمند تعیین بسیار دقیق مدار کاریکلو، موقعیت ستاره و مسیر حرکت جیمز وب بوده است.
سرعت پایین، جزئیات بیشتری را آشکار کرد
در زمان یکی از اختفاهایی که در این پژوهش بررسی شد، کاریکلو با سرعت حدود ۲.۵ کیلومتر بر ثانیه نسبت به تلسکوپ جیمز وب حرکت میکرد.
اگرچه چنین سرعتی از دیدگاه زمینی بسیار زیاد است، در مقایسه با سرعت حرکت اجرام در منظومه شمسی نسبتاً پایین محسوب میشود. همین سرعت کمتر به پژوهشگران اجازه داد حلقههای کاریکلو را با جزئیاتی بیسابقه بررسی کنند.
با وجود توانایی بالای جیمز وب، این تلسکوپ نیز نمیتواند کاریکلو و حلقههای آن را مستقیماً با وضوح کافی تصویربرداری کند؛ به همین دلیل، روش اختفای ستارهای همچنان یکی از مهمترین ابزارهای اخترشناسان برای مطالعه این جرم دوردست است.
نتایج این پژوهش روز ۹ سپتامبر در نشریه علمی Science Advances منتشر شده است.
منبع:space.com