برای مدت‌ها در نجوم مدرن تصور می‌شد که حلقه‌ها فقط متعلق به سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی (مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) هستند. این فرض در سال ۲۰۱۳ تغییر کرد؛ زمانی که ستارهشناسان دو حلقه متراکم را در اطراف «شاریکلو» (Chariklo)، یک جرم کوچک با قطر حدود ۲۵۰ کیلومتر که بین زحل و اورانوس و در فاصله تقریباً ۱۷ برابری زمین تا خورشید حرکت می‌کند، کشف کردند.
در ۱۸ اکتبر ۲۰۲۲، محققان به سرپرستی مؤسسه اخترفیزیک اندلس (IAA-CSIC) با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به بررسی حلقه‌های شاریکلو در جریان پدیده «گرفت ستاره‌ای» (رویدادی که در آن نور یک ستاره با عبور یک جرم از مقابل آن کم می‌شود) پرداختند. مطالعه جدیدی که در نشریه Science Advances منتشر شده، نشان می‌دهد که برای اولین بار حلقه‌های شاریکلو می‌توانند طی تنها چند سال تغییرات قابل اندازه‌گیری داشته باشند.
پابلو سانتوس-سانز، محقق IAA-CSIC و سرپرست این مطالعه توضیح می‌دهد:
با مقایسه مشاهدات جیمز وب با داده‌های به‌دست‌آمده از سایر گرفت‌های ستاره‌ای در طول دهه گذشته، متوجه تغییرات متضادی در این دو حلقه شدیم: در حالی‌که حلقه داخلی کدرتر (تیره‌تر) شده، شفافیت و میزان کدری حلقه خارجی کاهش یافته است.
این تغییرات متضاد نشان می‌دهد که حلقه‌های شاریکلو ساختارهای ثابتی نیستند. در عوض، به نظر می‌رسد این سیستم فعال است و ممکن است تحت تأثیر فرآیندهای فیزیکی پیچیده‌تری قرار داشته باشد که ستارهشناسان پیش از این متوجه آن نشده بودند.
موفقیت بزرگ تلسکوپ جیمز وب
این مشاهدات همچنین یک نقطه عطف فنی مهم را رقم زدند. عبور شاریکلو از مقابل ستاره، اولین گرفت ستاره‌ای بود که به‌طور اختصاصی برای تلسکوپ جیمز وب پیش‌بینی و برنامه‌ریزی شد و سپس با موفقیت توسط این تلسکوپ فضایی رصد گردید.
یوجل کیلیچ، پژوهشگر پسادکتری در IAA-CSIC و یکی از نویسندگان این مطالعه خاطرنشان می‌کند:
دستیابی به این هدف نیازمند آگاهی دقیق از مدار شاریکلو، موقعیت ستاره به‌لطف مأموریت گایا (Gaia) متعلق به آژانس فضایی اروپا، و مسیر حرکت خود تلسکوپ جیمز وب در اطراف نقطه لاگرانژی L2 بود؛ منطقه‌ای در فضا واقع در حدود ۱.۵ میلیون کیلومتری آن‌سوی زمین در جهت مخالف خورشید. جیمز وب مداری را در این منطقه دنبال می‌کند که نیازمند اصلاحات دوره‌ای از طریق مانورهای حفظ موقعیت است.
در طول این گرفت، شاریکلو نسبت به جیمز وب با سرعت تنها ۲.۵ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کرد. این حرکت نسبی و غیرعادی کند، وضوح مکانی فوق‌العاده‌ای را به ستارهشناسان داد و به آن‌ها اجازه داد تا ساختار ریز حلقه‌ها را با جزئیات بیشتری بررسی کنند.
حلقه‌های شاریکلو بسیار باریک هستند و خودِ این جرم نیز آن‌قدر دور است که حتی جیمز وب یا بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های روی زمین نمی‌توانند مستقیماً از آن‌ها عکس‌برداری کنند. گرفت‌های ستاره‌ای راه دیگری برای مطالعه آن‌ها فراهم می‌کنند. هنگامی که شاریکلو و حلقه‌هایش از مقابل یک ستاره پس‌زمینه عبور می‌کنند، هر حلقه افت کوتاهی در روشنایی ستاره ایجاد می‌کند و اطلاعاتی را درباره ساختار و میزان کدری حلقه آشکار می‌سازد.
به چالش کشیده شدن ایده‌ها درباره پایداری حلقه‌ها
دانشمندان عموماً تصور می‌کردند که حلقه‌های اطراف اجرام کوچک منظومه شمسی در طول زمان نسبتاً پایدار باقی می‌مانند. تغییرات تازه‌کشف‌شده در شاریکلو، این فرض را زیر سوال می‌برد و نشان می‌دهد که چنین سیستم‌های حلقوی ممکن است بسیار سریع‌تر از حد انتظار تکامل پیدا کنند.
سانتوس-سانز می‌گوید:
نتایج ما را مجبور می‌کند در نحوه شکل‌گیری، تکامل و مکانیسم‌های حفظ پایداری آن‌ها تجدیدنظر کنیم. توانایی تشخیص این تغییرات، دریچه‌ای جدید برای درک تکامل این سیستم‌ها و احتمالاً سایر سیستم‌های حلقوی در منظومه شمسی می‌گا‌شاید.
اینکه دقیقاً چه چیزی باعث این تغییرات شده هنوز مشخص نیست. آن‌ها ممکن است بازتاب‌دهنده تکامل واقعی درون حلقه‌ها در طول زمان، تفاوت‌های ناشی از فیلترهای استفاده‌شده در مشاهدات جداگانه، یا ترکیبی از هر دو باشند.
تلاشی بین‌المللی برای درک شاریکلو
مؤسسه اخترفیزیک اندلس (IAA-CSIC) تمام مراحل اصلی این پروژه را هدایت کرد؛ از برنامه‌ریزی علمی و پیش‌بینی گرفت شاریکلو برای جیمز وب گرفته تا تجزیه‌وتحلیل و تفسیر داده‌ها.
محققان این مؤسسه همچنین نقش محوری در مدل‌سازی حلقه‌ها و انجام تحلیل‌های آماری داشتند که واقعی بودن تغییرات مشاهده‌شده را تأیید کرد. این پروژه با همکاری محققانی از اسپانیا، برزیل، فرانسه، مجارستان و ایالات متحده انجام شد.
منبع: Scitechdaily
