النجوم الشابة، المشابهة لشمسنا، لا تولد في الفراغ. حولها تدور أقراص كثيفة من الغاز والغبار — مهدات كونية حقيقية، حيث تولد الكواكب. لكن الغاز، المادة البنائية الرئيسية لأغلفة العمالقة مثل المشتري وزحل، ليس أبديًا. إنه يتسرب تدريجيًا، وتنغلق نافذة الفرص بسرعة.
الملاحظات الجديدة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي، التي غطت 72 نظامًا نجميًا شابًا، سمحت لأول مرة برؤية كيف يحدث هذا بالضبط في مراحل مختلفة من حياة الأقراص الكوكبية الأولية. الدراسة، التي نُشرت نتائجها في The Astronomical Journal، قادها نامان باجاج من جامعة أريزونا. من بين المؤلفين المشاركين — العالمة في معهد SETI أوما جورتي، التي درست لعقود عمليات تبدد هذه الأقراص.
أصبحت البيانات من أداة MIRI لتلسكوب ويب نوعًا من شريط سينمائي: كل نظام هو لقطة في فيلم عن أول ملايين السنين من التطور الكوكبي. في الأقراص الأصغر سنًا، حيث لا يزال المادة تسقط بنشاط على النجم، تهيمن نفاثات قوية ورياح واسعة. تحركها الحقول المغناطيسية التي تخترق القرص. الهيدروجين الجزيئي — الجزيء الأكثر انتشارًا في هذه المناطق — والنيون المتأين يساعدان العلماء على تتبع التدفقات التي تحمل الكتلة وعزم الدوران بعيدًا.
مع مرور الوقت، يتغير المشهد. عندما يضعف تدفق المادة إلى النجم، تخفت النفاثات، وتصبح الرياح ذرية في الغالب. الإشعاع عالي الطاقة للنجم نفسه — الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية — يخترق الغاز المتناقص، يسخنه ويجعله يطير بعيدًا. هذه العملية، المعروفة بالتبخر الضوئي، تكتسب دورًا متزايدًا. هذا ما درسته جورتي طويلًا، والآن تؤكد الملاحظات كيف تلتقي النظرية مع الواقع في عشرات الأنظمة.
«تشكل الكواكب هو سباق مع الزمن»، قال باجاج. «يجب على العمالقة الغازية مثل المشتري أن تجمع أغلفتها الجوية الضخمة بينما القرص لا يزال كثيفًا بما يكفي لتوفيرها، قبل أن تحمل الرياح والنفاثات هذه المادة الخام إلى الفضاء».
تضيف جورتي: تبدد القرص يحدد الساعة الأساسية. بمجرد اختفاء الغاز، تنتهي إمكانية بناء كواكب غنية بالغاز تقريبًا. في 66 من أصل 72 قرصًا، رأى العلماء انبعاثات ممتدة من الهيدروجين الجزيئي والنيون المتأين. تم اكتشاف رياح جزيئية مخروطية في 46 أنظمة، ونفاثات نيون سريعة في 40. كل نظام يحتوي على نفاثة نيون أظهر أيضًا آثارًا لرياح الهيدروجين أو الأكسجين.
تواصل هذه البيانات عملًا سابقًا لنفس المجموعة. في عام 2024، باستخدام ويب، تم تصوير كيف يخرج الغاز من القرص حول النجم الشاب T Cha. الآن نما النطاق إلى عشرات الأجسام، وأصبح من الواضح: لا توجد آلية تعمل بمفردها. تنتقل الأنظمة من مرحلة النفاثات المغناطيسية القوية إلى عصر الرياح الذرية، بما في ذلك التبخر الضوئي.
في المستقبل — قياسات دقيقة لكمية الغاز التي تُحمل بالضبط ومن أي مناطق من القرص. سيساعد هذا في فهم ليس فقط مدى سرعة إغلاق النافذة للعمالقة، ولكن أيضًا أين بالضبط تنجح أنواع مختلفة من الكواكب في التشكل. في الوقت الحالي، تذكرنا الملاحظات: في الكون، كل شيء مترابط بشكل مذهل. التدفقات العملاقة، الحقول المغناطيسية، إشعاع النجوم الشابة، والآثار الكيميائية الدقيقة تعمل معًا، مما يخلق الظروف التي تولد فيها أحيانًا عوالم مشابهة لعالمنا. نحن نعيش في كون حيث حتى ولادة الكواكب هي سباق دراماتيكي على مدى ملايين السنين، وتلسكوب ويب يسمح لأول مرة برؤيته بكل عظمته الكاملة.
