عندما ينمو كوكب عملاق، فإنه يسحب الغاز إليه. جزء من هذا الغاز يدور حوله مكونًا قرصًا صغيرًا يُعرف بالقرص المحيط بالكوكب. يُعتقد أن الأقمار تنشأ في مثل هذه الأقراص. بالنسبة للكوكب PDS 70 c، الذي يبعد 370 سنة ضوئية عنا، شوهد هذا القرص مباشرة باستخدام مصفوفة الهوائيات ALMA في نطاق المليمتر.
لفترة طويلة، توقعت النماذج أن هذا القرص شبه شفاف للإشعاع: حبيبات الغبار تنجرف بسرعة نحو الكوكب ولا تبقى. لكن الملاحظات قالت عكس ذلك - بدا القرص كثيفًا، مثل ضباب كثيف لا يسمح بمرور الضوء. التفسير المقترح في الدراسة الجديدة بسيط وجميل: الغبار ليس موزعًا في طبقة متساوية، بل تجمع في حلقة تشبه حزام الكويكبات في نظامنا الشمسي. في هذه الحلقة، تحتك حبيبات الغبار ببعضها البعض، وتنمو وتسخن، مما ينتج الإشارة الكثيفة التي تلتقطها التلسكوبات.
هذه الصورة لا تحل التناقضات فحسب، بل تفتح آفاقًا مثيرة. تظهر الحسابات أن ما يسمى بعدم الاستقرار التدفقي قد يعمل في هذه الحلقة: يتكثف الغبار إلى كتل، وتنهار تحت ثقلها لتكوين أجنة لأقمار مستقبلية. إذا كان الأمر كذلك، فقد أمسكنا بـ PDS 70 c في اللحظة التي يبدأ فيها "مصنع الأقمار" الخاص بها في العمل. حبيبات الغبار الصغيرة، التي تتصادم وتلتصق، تبدأ رحلة طويلة لتصبح عوالم جديدة.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2607.03866
Giant planets form small gas disks, called circumplanetary disks (CPDs), during gas accretion. The CPD of PDS 70 c has been detected by the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in (sub)millimeter continuum emission, which is interpreted as thermal emission from dust in the CPD. The resulting spectral index suggests that the disk is optically thick over a wide range of wavelengths. However, this is inconsistent with previous CPD dust models, which predict that the disk is optically thin because of radial dust drift. Here, we present a new interpretation of the multiwavelength observations: the CPD hosts an optically thick dust ring, whose existence has been discussed in the context of satellite formation. We demonstrate that a dust-ring model that incorporates gas accretion, dust evolution, and dust thermal emission, is consistent with the observations under reasonable conditions, whereas a conventional ring-less model requires more stringent conditions. We also show that the dust ring inferred from the observations potentially satisfies the conditions for exomoon formation via streaming instability and subsequent gravitational instability.
قطر حلقة الغبار حول PDS 70 c أكبر بنحو 50 مرة من قطر الكوكب نفسه - كما لو كان حول الأرض على مسافة القمر طوق كثيف من الرمل.
عملية مماثلة لولادة أقمار من حلقة غبار موصوفة في رواية آرثر كلارك «2010: أوديسة اثنان»، حيث يظهر نجم جديد في نظام المشتري وتتشكل الأقمار من جديد.