ثلث النجوم الشبيهة بالشمس تولد بأقراص مائلة ✛
قمة دوّارة مائلة فوق طاولة، حولها قرص غبار. هكذا يبدو النظام النجمي الفتي حيث لا يتطابق محور دوران النجم مع مستوى القرص الكوكبي الأولي. حتى وقت قريب، لم يكن علماء الفلك يعرفون مدى شيوع هذا المشهد في الطبيعة. الآن حصلنا على الإجابة: حوالي كل ثالث نجم شبيه بالشمس يولد بقرص مائل.
درست مجموعة من الباحثين 49 نجمًا معزولًا من نوع T Tauri، وهي نجوم متغيرة شابة من النوع الشمسي يتراوح عمرها بين 1 و3 ملايين سنة. لكل نظام، قارنوا ميل محور دوران النجم (الانزياح المحوري: الزاوية بين محور الدوران والمستوى المداري) مع ميل الجزء الخارجي من قرصه الكوكبي الأولي، والذي يُرصد في نطاق المليمتر بواسطة التلسكوب الراديوي ALMA. حُدد ميل النجم من البيانات الضوئية للتلسكوبين الفضائيين TESS وK2: بمعرفة فترة الدوران، والإسقاط السرعي للدوران، ونصف القطر، يمكن حساب الزاوية التي نرى منها النجم. متوسط الزاوية الدنيا لعدم التطابق Δi بين النجم والقرص كان 17 درجة، لكن التوزيع واسع، من 0 إلى 60 درجة.
النتيجة الرئيسية: وفقًا لمعيار الدلالة الإحصائية، صُنفت 16 من أصل 49 نظامًا (33±7%) على أنها مائلة. هذا يعني أن الميول الأولية ليست نادرة، بل ظاهرة شائعة في مشاتل النجوم. علاوة على ذلك، لم يُلاحظ أي ارتباط بين الميل والكتلة أو درجة الحرارة أو فترة الدوران أو ميل القرص؛ فالميل ينشأ بشكل مستقل عن هذه المعاملات. التوزيع الزاوي يشبه نوعيًا توزيع ميول مدارات المشتريات الحارة والدافئة حول النجوم الناضجة، مما يوحي بأصل مشترك.
هذا الاكتشاف يغير نظرتنا إلى تكوين أنظمة الكواكب. سابقًا، كانت ميول مدارات الكواكب الخارجية تُفسَّر بتفاعلات جاذبية متأخرة، مثل هجرة الكواكب العملاقة أو تأثير النجوم المرافقة. الآن يتضح أن بعض الميول قد تكون موروثة من الظروف الأولية، عندما كان النجم والقرص لا يزالان في طور التكوين. حتى الميل المعتدل للشمس (حوالي 6 درجات) بالنسبة لمستوى مدارات الكواكب، ربما ليس نتيجة ديناميكا فوضوية، بل ذكرى من ولادة النظام الشمسي.
آفاق العمل: مقارنة مباشرة بين الميول الأولية وميول مدارات الكواكب طويلة الدورة، والتي ستكتشفها كتالوجات Gaia الجديدة. إذا تطابقت التوزيعات، فستحصل فرضية الأصل الأولي للميول على تأكيد قوي. في الوقت الحالي، نرى لأول مرة أن القمة الدوّارة وقرص الغبار يولدان غالبًا مائلين، وهذا هو القاعدة وليس الاستثناء.
الشمس في عمر 5 ملايين سنة، وفقًا لنماذج التطور، كانت درجة حرارتها الفعالة حوالي 3800 كلفن وطبقتها الطيفية تقريبًا K9، أي أبرد بشكل ملحوظ مما هي عليه اليوم. ميلها الحالي بالنسبة لمستوى الكواكب (~6°) هو نموذجي تمامًا للنجوم الشابة في العينة.
في مسلسل «الفضاء» (The Expanse) ورواية جيمس كوري، تلعب ميول مدارات الكويكبات والمحطات دورًا في الحبكة، لكنها هناك ناتجة عن مناورات اصطناعية. هنا نتحدث عن ولادة طبيعية للميول حتى قبل تشكل الكواكب، وهي عملية تتجاهلها الخيال العلمي عادة.