تلسکوپ فضایی هابل دریچه ای به دنیا اولیه کشف کرد - وبلاگ موتناوه

به گزارش وبلاگ موتناوه، دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل یک خوشه ستاره ای را در کهکشان همسایه راه شیری کشف نموده اند که روند شکل گیری ستارگان در اوایل کیهان را آشکار می نماید.

هرچند ستارگان باعث شکل گیری ساختارهای کیهانی هستند، اما دانشمندان هنوز روند دقیق تشکیل خود این اجرام را نمی دانند. به تازگی گروهی از پژوهشگران با نگاه به ابر ماژلانی کوچک، یکی از قمرهای کهکشانی راه شیری، کوشش کردند تا شمار زیاد تولد ستارگان را در اوایل تاریخ کیهان درک نمایند.

این کهکشان همسایه، نسبت به راه شیری ترکیب شیمیایی ساده تری دارد که آن را مشابه کهکشان های اولیه در کیهان می نماید. زمانی که فراوانی عناصر سنگین، کمتر از امروز بود. بدین ترتیب گذرگاهی مناسب برای مطالعه دنیا اولیه محسوب می شوند.

حالا دو مطالعه جداگانه که نتایج آن ها 8 سپتامبر (17 شهریور) در استروفیزیکال ژورنال (Astrophysical Journal) منتشر شده است، با استفاده از تلسکوپ هابل و رصدخانه بسیار بزرگ اروپایی، به صورت عملی به همین نتیجه رسیده اند.

تیم های مستقل این پژوهش ها، با استفاده از تکنیک های مختلف، ستارگان جوانی را کشف کردند که در یک جهت مارپیچی به سمت مرکز خوشه ستاره ای بزرگ NGC 346 در ابر ماژلانی کوچک حرکت می کردند.

به گفته اخترفیزیکدانان این جهت رودخانه-مانند با انبوهی از گازها و ستارگان، راهی مطلوب برای جمع شدن مواد مورد احتیاج تولد ستاره است. و نکته جالب توجه آن است که بر اساس این پژوهش ها، فرآیند شکل گیری ستاره در ابر ماژلانی کوچک، شبیه به کهکشان راه شیری ماست.

مارپیچ ستاره ها، پنجره ای به کیهان اولیه

مارپیچ ها در طبیعت بسیار رایج هستند؛ از گردبادها گرفته تا دیسک های پیش سیاره ای اطراف ستاره های نوزاد و حتی قلمروی بزرگ کهکشان های مارپیچی در سراسر کیهان.

در عین حال اخترشناسان با کشف ستاره های جوانی که به شکل ماریپیچی پیرامون مرکز خوشه ستاره ای بزرگ NGC 346 می چرخند، شگفت زده شدند. بازوی بیرونی این مارپیچ در ابر ماژلانی کوچک، احتمالا روند تشکیل ستارگان را در مرکز خوشه تغذیه می نماید که راهی مناسب برای تولد ستاره است.

ستارگان ابر ماژلانی کوچک، مانند ستارگان موجود در اوایل کیهان با داشتن عناصر سبک فراوان، داغ تر می سوزند و سوختشان زودتر از ستارگان کهکشان راه شیری تمام می شود. بدین ترتیب این قمر کهکشانی با فاصله نزدیک تنها 200 هزار سال نوری، نمونه ای مناسب برای آنالیز دنیا اولیه است.

حالا آنالیز خوشه NGC 346 بینش تازه ای را درباره روند طوفانی تولد ستارگان در اوایل تاریخ کیهان، یعنی حدود 2 تا 3 میلیارد سال پس از مِه بانگ (Big Bang) آشکار نموده است و بیان می نماید که روند تشکیل ستاره ها در آنجا شبیه کهکشان راه شیری ماست.

خوشه NGC 346 با قطر تنها 150 سال نوری، جرمی 50 هزار برابر خورشید دارد. اما شکل شگفت انگیز و سرعت زیاد شکل گیری ستارگان آن، دانشمندان را گیج نموده بود و بنابراین برای کشف رفتار مرموز این مجموعه، به سراغ قدرت ترکیبی تلسکوپ فضایی هابل (Hubble Space Telescope) ناسا و تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) رصدخانه جنوبی اروپا رفتند.

النا سابی (Elena Sabbi) سرپرست یکی از این مطالعات در مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی گفت: ما بدون ستاره ها وجود نخواهیم داشت، و با این حال به طور کامل نمی دانیم که این اجرام چطور شکل می گیرند.

او اضافه کرد: چندین مدل برای پیش بینی شکل گیری ستارگان در اختیار داریم که در بعضی موارد حتی متناقض هستند. اما می خواهیم مشخص کنیم که روند شکل گیری ستاره ها را دقیقا چه چیزی تنظیم می نماید. این کار برای درک آنچه در دنیا اولیه می بینیم، لازم است.

دانشمندان روند حرکت ستارگان در NGC 346 را به دو روش مختلف مشخص کردند. سابی و تیمش با استفاده از هابل، تغییرات موقعیت ستارگان را طی یک دوره 11 سال میزان گیری کردند و دریافتند که ستارگان این منطقه با سرعت میانه 3200 کیلومتر بر ساعت حرکت می نمایند که مسافت پیموده شده را در مدت 11 سال به 320 میلیون کیلومتر (حدود دو برابر فاصله زمین تا خورشید) می رساند.

این تیم با یاری وضوح فوق العاده و حساسیت بالای هابل پیروز به این میزان گیری ها شد. علاوه بر اینکه، تاریخچه رصدهای سه دهه هابل هم، مبنایی مناسب برای شناسایی حرکت های جزئی آسمان در طول زمان است. داده هایی که نیمی از آن ها آرشیوی است و اولین آن ها به 11 سال پیش بازمی شود. با توجه به عمر طولانی تلسکوپ، اکنون بیش از 32 سال داده نجومی به وسیله آن ثبت شده است که می تواند به مطالعات طولانی مدت یاری کند.

سابی گفت: آرشیو هابل واقعا یک معدن طلاست. نواحی ستاره زایی بسیار زیادی وجود دارد که هابل طی سال ها مشاهده نموده است و با توجه به عملکرد بسیار خوب این تلسکوپ، می توانیم مشاهدات را تکرار کنیم و این روند واقعا درک ما را از چگونگی شکل گیری ستارگان بهبود می بخشد.

تیم دوم به رهبری پیتر زیدلر (Peter Zeidler) به جای هابل از ابزار کاوشگر طیف سنجی چند واحدی (MUSE) رصدخانه بسیار بزرگ اروپایی برای میزان گیری سرعت شعاعی استفاده کردند که دور یا نزدیک شدن مارپیچ را آنالیز نمایند.

زیدلر درباره این مطالعه گفت: واقعا شگفت انگیز است که ما از دو روش کاملا متفاوت با امکانات متفاوت و اساسا مستقل از یکدیگر، به یک نتیجه واحد رسیدیم. با هابل می توانید ستاره ها را ببینید، اما با MUSE می توانیم حرکت گاز را در بعد دیگری هم مشاهده کنیم و آنالیز ما این نظریه را تأیید می نماید که همه چیز به صورت مارپیچی به سمت داخل می رود.

او درباره دلیل مارپیچی بودن حرکت گازها و ستارگان در این خوشه اضافه کرد: مارپیچ راه طبیعی و خوبی برای شکل گیری ستاره ها از بیرون به سمت مرکز خوشه است و به کارآمدترین روش یاری می نماید تا ستارگان و گازهای جهت مارپیچی، ستارگان بیشتری را تشکیل دهند.

عکس کاور: جهت مارپیچی موجود در خوشه ستاره ای NGC 346

Credit: NASA, ESA, Andi James (STScI)

منبع: SciTechDaily