ستون‌های نابودی کیهانی
طاهره مصطفویدر۱۴۰۳/۲/۱۸یکی از بزرگترین منظومه‌های ستارهای در کهکشانِ ما سرنخ‌هایی در مورد اینکه ستاره‌ها چگونه می‌توانند مانع تشکیل ستارهای جدید شوند در اختیار ستاره‌شناسان قرار می‌دهد. ستاره‌های تازه متولدشده بلافاصله شروع به انهدام ابرهای گازهای مولکولی می‌کنند که به آنها در شکل‌گیری کمک کردند و همین فرایند نابودگر روند تکامل کهکشان ما را شکل داده است. این یافته‌ها، که در ماهنامه‌ی خبری جامعه‌ی ستاره‌شناسی سلطنتی منتشر شده است، به سحابی کارینا، ناحیه‌ی فعال ستاره‌ساز، نگاه کرده است.(سیارک)
ستاره‌ها در ابرهایی از گاز و غبار که سحابی (nebula) نام دارند زاده می‌شوند. در آنجا، ماده به‌اندازه‌ی کافی چگالش می‌یابد تا اینکه تحت گرانش خود تخریب می‌گردد و این تخریب تا زمانی ادامه می‌یابد که فشارِ هسته‌ی آن برای آغاز واکنش هسته‌ای که انرژی مورد نیاز یک ستاره را تأمین می‌کند کافی باشد. زمانی‌که ستارهای جدید مشتعل می‌شود، مقدار زیادی تابش‌های قوی را از گسیل می‌کند که باعث جدا شدن الکترون از اتم می‌شوند و در نهایت یون‌های مثبت در موج آن تابش باقی می‌ماند. آن تابش‌ها باعث از بین رفتن بخش‌های کم‌ضخامت‌تر ابر می‌شوند و ابر را به صورت اشکالِ بلند و باریک که شبیه ستون هستند در می‌آورند. این فرایند، که به تبخیر نوری مشهور است، نیز به آهستگی خودِ همان ستون‌ها را نیز از بین می‌برد.
ستاره‌شناسِ رصدخانه‌ی جنوب اروپا (ESO) آنا مک‌لئود توضیح می‌دهد: «برحسب قوانین فیزیک، تابش یونیزه‌گر از ستاره‌های غول‌آسا بهه سطح ابرهای محاط‌کننده برخورد می‌کند، گاز را گرم می‌کند و اتم‌ها را یونیزه می‌نماید. این فرایند باعث می‌شود که گاز از سطح ستونِ مذکور دور شود، بنابراین ماده را از ابرها جدا و در نهایت تهی می‌کند.»
البته در همان زمان، نیروی مخرب ستاره‌های تازه متولد شده نیز در ایجاد دیگر ستارگان نقش دارد: از طریق متراکم نمودن گازها و غبارها به صورت ابرها و توده‌ها چگال‌تر. در ادامه، این ستاره‌های جدید زندگی خود را آغاز می‌کنند و شروع به نابودکردن ابرهایی می‌کنند که آنها را در برگرفته‌اند. فرایندی پیچیده از بازخوردهاست و به لطف مشاهدات جدید که با تلسکوپ‌های بسیار بزرگ انجام شده است، ستاره‌شناسان اکنون آن فرایند را با جزئیات بیشتری درک می‌کنند.
ستون‌ها در حال انقباض‌اند
برای جمع‌آوری داده‌ها، ستاره‌شناسان آینه‌های اصلی 8.2 متریِ تلسکوپ بسیار بزرگ ESO را به سمت سحابی کارینا نشانه می‌روند، ابری از گاز و غبار که حدود 6 هزار و 500 سال نوری از زمین فاصله دارد. از نیم‌کره‌ی جنوبی قابل روئت است، کارینا یکی از بزرگترین سحابی است که می‌توانیم از زمین آن را مشاهده کنیم و بستر داغ عظیمی از اجتماع ستارگان است. با استفاده از ابزاری که کاوشگر چند واحدیِ طیف‌بینی (MUSE) نام دارد، مک‌لئود و گروهش در ESO توانستند جریان گازهای یونیزه را در داخل و اطراف شش ستون از مواد در کارینا نقشه‌برداری کنند.
نوک این ستون‌ها ضربه‌ی حاصل از همه‌ی آن تابش را دریافت می‌کند؛ ستاره‌شناسان این ناحیه را «جبهه‌ی یونیزاسیون» می‌نامند و مکانی‌ست که اکثر فرایند تبخیر نوری در آن رخ می‌دهد. ساختار این ابر در مناطق پایین ستون چگال‌تر است و تا حدی از حملاتِ بی‌امانِ ستاره‌ی تازه متولد شده در امان‌تر است. مک‌لئود و گروهش میزان تابش یونیزه‌گر را از ستاره‌های نوع O و B که به نوع ستون‌های کارینا برخورد می‌کند و همچنین سرعت از دست رفتن ماده در هر کدام از ستون‌ها را در اثر بمباران تعیین می‌کنند.(سیارک)
آنها داده‌ها را از از شش ستون در نواحی مختلف این سحابی، با مشاهدات قدیمی‌تر از سه سحابی عقاب که بیشتر به «ستون خلفت» معروفند و یک ستون از سحابی NGC 3603، سحابی با فاصله‌ی حدود 20 هزار سال نوری، جمع آوری کردند. طبق گفته‌های مک‌لئود، مقایسه‌ی ستون‌ها از این سحابی‌های مختلف، و نه فقط نحوه‌ی کارکرد آن در مجموعه‌ای از شرایط خاص، برای درک بهتر نحوه‌ی کارکرد تبخیرنوری در حالت کلی مهم است.
او می‌گوید: «این نواحی دارای تعداد متفاوتی از ستاره‌های غول‌پیکر یونیزه‌گر هستند، با جرم‌های مختلف (برحسب گاز و غبار) و در محیط‌های متفاوتی در کهکشان راه شیری مستقرند.» با مقایسه‌ی همه‌ی این داده‌ها، محققان دریافتند که سرعت انقباض ستون‌ها ارتباط تنگاتنگی با میزان تابش یونیزه‌گر دارد که در حال تخریب نوک ستون‌هاست.
تکامل کهکشان‌ها
این مدل‌سازی برای درک علت اینکه چرا جهان ظاهری این چنین دارد مهم است. درک فرایند تخریب سحابی‌های اصلی توسط ستاره‌های غول‌پیکر، از بین بردن مواد ستاره‌ساز در برخی از نواحی فضا و آغاز امواج جدید تشکیل ستارهای در دیگر مکان‌ها، نقشی عظیم در نحوه‌ی تکامل کهکشان‌ها دارند.(سیارک)
مک‌لئود گفت: «مدل‌های تکامل کهکشان تنها قادرند جمعیت کهکشانی مشاهده شده را بازتولید کنند، البته اگر اثر ستاره‌های غول‌پیکر را نیز در آنها وارد کنیم.» بدون این اثرات مخرب برای تبخیر سحابی‌ها، این مدل‌ها در نهایت به ما کهکشان‌های چگالِ غیرواقعی را ارائه می‌کنند که موثرتر از هر کهکشانی که در دنیای واقعی می‌بینیم ستاره تولید می‌کنند. علت این موضوع از بین رفتن گازهای مولکولی ابرهاست که ماده‌ی مورد نیاز برای تخریب و زایش ستارهای را با خود می‌برد، بنابراین اثرات مخرب ستاره‌های تازه متولدشده، برحسب برخی جنبه‌ها، می‌توانند تشکیل ستارهای را در همسایگی خود محدود کنند.
مدل‌های رایانه‌ایِ تشکیل کهکشان‌ها می‌توانند به ما در درک اینکه «چگونه بیگ بنگ به شکل‌گیری جهان امروز منجر شد» کمک نمایند و برای آنکه این مدل‌ها دقیق‌تر شوند، محققان باید تفسیر درستی از اثرات تابش‌های یونیزه‌گر از جانب ستاره‌های غول‌پیکر تازه متولدشده داشته باشند. اکنون، مک‌لئود و همکارانش آن تفسیرهای درست را در اختیار دارند.
باقیِ پازل
با این‌حال، دست‌یابی به مدل‌های واقعاً دقیق از تکامل کهکشانی نیازمند پاسخ‌گویی به چند پرسش دیگر درباره‌ی قدمت، شکل ستاره‌های غول‌پیکر و در نهایت تخریب سحابی است که آنها را در بر می‌گیرند. تابش یونیزه‌گر تنها یکی از قطعات این پازل است.
مک‌لئود گفت: «ما باید این موارد را نیز در نظر بگیریم: بادهای ستارهای قوی، انفجارهای سوپرنووا در هنگامی که ذخایر هیدروژنی خود را تخلیه می‌کنند و جت‌های دوقطبی را در هنگامی‌که ستاره‌های غول‌پیکر همچنان جوان هستند و در ابرهایی که از آنها شکل گرفته اند قرار دارند. بنابراین، ما نیاز داریم که ابتدا این اثرات را به طور جداگانه درک کنیم تا بتوانیم پس از آن همه‌ی قطعات این پازل را در کنار یکدیگر قرار دهیم و آن را تکمیل کنیم.»
حل این پازل به ستاره‌شناسان کمک خواهد کرد تا متوجه شوند چرا جهان این شکلی است، اما دست‌یابی به اعداد و ارقام و تفاسیر درست نیازمند مشاهده‌ی مناطق دور دستِ زایش ستارهای نظیر کارینا است. مک‌لئود می‌گوید: «فعلاً در حال تحقیق در این باره هستیم!»
بیشتر بخوانید:
ستارگانی که به کهکشان راه شیری تعلق ندارند
یک سوم جمعیت کره زمین دیگر قادر به رویت کهکشان راه شیری نیستند
جهان سریعتر از آنچه انتظار داریم گسترش پیدا می کند
این پست را چگونه می‌بینید؟ برای شما مفید بود؟ لطفا با نوشتن کامنت در زیر ما را مطلع کنید. (سیارک)
مترجم itrans.ir