Sêr roc ifanc trawiadol a'r Greal Sanctaidd

A fydd cyfrifiad telesgopig o filoedd o blanedau yn helpu i ddod o hyd i Ddaear newydd?

I'r Athro Jane Greaves, byddai darganfyddiad o'r fath yn gyfystyr â dod o hyd i'r 'Greal Sanctaidd' – penllanw gyrfa'n arsyllu ar blanedau'n ffurfio o amgylch sêr ifanc.

Wrth wraidd yr astudiaeth, bydd dadansoddi data ar 'weddillion' deunydd crai yn sgîl gwrthdrawiadau comedau o amgylch sêr fel yr haul, yn allweddol er mwyn llwyddo.

Mae'r Athro Greaves, wnaeth ennill Medal Fred Hoyle y Sefydliad Ffiseg yn 2017, yn hel grymoedd telesgopig pwerus at ei gilydd wrth iddi chwilio am y deunydd crai sy'n ffurfio planedau newydd o amgylch sêr ifanc, fel y nodir mewn adroddiad newyddion mewn rhifyn diweddar o Nature.

Yr hyn sy'n ganolbwynt i'r gwaith yw Cwmwl Molieciwlaidd Taurus, lle dymchwelodd a thaniodd pelen o nwy 100,000 o flynyddoedd yn ôl, gan adael deunydd wnaeth oeri a chyfuno i ffurfio 'gronynnau' o lwch.

Mae yna ddirgelwch y tu ôl i'r chwilfa. Bum mlynedd yn ôl, cyhoeddodd yr astroffisegydd Subhanjoy Mohantu o Goleg Imperial Llundain a'r Athro Greaves, bellach o Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth Prifysgol Caerdydd, arolwg cychwynnol o ddisgiau protoblanedol yn y cwmwl.

Wrth iddynt gyfrifo faint o nwy a llwch oedd yno i bob golwg, gwelsant fod gan sêr o faint canolig ddisgiau yn llawn 'gronynnau' oedd â llawer llai o fàs na'r disgwyl.

Sut allai hynny ddigwydd? Mae'r Athro Greaves, Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth, yn credu mai'r data sy'n cynnwys y cyfrinach.

Tra bod eraill yn hawlio bod mwy o fàs o'r 'cwmwl' amgylchynol yn parhau i ffrydio i'r system yn hwb i'r hyn y gall planedau ei gasglu, mae'r Athro Greaves yn defnyddio'r camera SCUBA-2 ar delesgop James Clerk Maxwell, a adeiladwyd yn y DU, i fynd ar drywydd ei damcaniaeth.

At hynny, mae hi'n arwain prosiect PEBBLeS (Planet-Earth Building-Blocks Legacy), gan ddefnyddio rhwydwaith y DU o delesgopau radio cysylltiedig yn Jodrell Bank, eMERLIN, i gynnal gwaith arsyllu.

Mae'r dechnoleg yn defnyddio tonfeddi radio i alluogi seryddwyr i ganfod creigiau mwy o faint y byddai astudiaethau yn y gorffennol wedi eu methu.

Mae eMERLIN yn rhwydwaith unigryw am ei bod yn gallu gwahaniaethu rhwng creigiau ar gylchdroeon tebyg i'r Ddaear a'r rheini fydd yn adeiladu planedau pellach, fel Iau neu Sadwrn.

Nod yr Athro Greaves yw cymharu gwybodaeth eMERLIN ynghylch 'saernïaeth' systemau planedau ar y cam ffurfio, hyd at y sefyllfa ar ôl i'r planedau symud – dyma ffocws ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Exoplanet Large survey), a ddewiswyd gan Asiantaeth Gofod Ewrop ar gyfer ei thaith wyddonol ganolig nesaf fydd yn cael ei lansio yn 2028.

Mae Prifysgol Caerdydd yn cyflenwi meddalwedd hanfodol ar gyfer ARIEL. Yn ystod ei daith pedair blynedd, bydd yn arsyllu ar 1,000 o blanedau sy'n amrywio o rai maint Iau a Neifion, hyd at rai maint uwch-Ddaear, rhai y gellir eu gweld yn ogystal â rhai isgoch, gyda'i delesgop dosbarth-metr. Hwn fydd yr arolwg cyntaf ar raddfa eang o gemeg atmosfferau ecsoblanedau. Ei nod yw mynd i'r afael â chwestiynau sylfaenol ynghylch sut mae systemau planedol yn ffurfio ac yn esblygu.

Yn y pen draw, bydd ei gwaith alinio â phrosiect y Square Kilometre Array sydd â chefnogaeth y DU. Ei nod yw adeiladu telesgop radio mwyaf y byd yn Awstralia a De Affrica, gyda maes casglu sydd oddeutu un cilomedr sgwâr mewn maint.

Drwy fapio'r ffynonellau data sydd ar gael, yn y pen draw, mae'r Athro Greaves yn rhagweld y tebygolrwydd o ddod o hyd i ddeunydd ar raddfa centimedr yn troi o amgylch yr hyn allai fod yn blanedau creigiog yn y dyfodol.

"Dod o hyd i ddisg oedd yn awgrymu bod Daear yn ffurfio o bellter tebyg i'r Ddaear o'i seren – dyna'r Greal Sanctaidd, i mi, o leiaf", meddai Greaves wrth Nature.

"Mae'n anodd iawn dod o hyd i'r allyriad radio gwan, felly nid oedd y dechnoleg gynharach yn gallu gweld y creigiau mwy o faint, na chanfod signalau gwan ymhellach o'r seren.

"Fy ngobaith yw y byddwn, yn y pen draw, yn gweld creigiau sy'n tyfu ar y cyd, fydd yn ffurfio planed arall fel y Ddaear!

"Nid ydym yn gwybod, mewn gwirionedd, pa bryd ac ym mha fodd y ffurfiodd ein planed ni ein hunain – pe gallem weld un arall yn ffurfio, byddai'n help i archwilio beth yn union a gesglir, gyda'r angen am ychydig ohono i gynnal bywyd yn hwyrach, fel atmosffer a'r cefnforoedd."