یک کهکشان کوتوله با رازی شگفت انگیز

یک کهکشان کوتوله ی نزدیک به ما، رازی شگفت انگیز در خود دارد: این کهکشان چگونه توانسته بدون داشتن محیط های غباری و پر از گازی که در کهکشان های بزرگ تر پیدا می شود، خوشه های درخشان ستاره ای بسازد؟ به باور اخترشناسان، پاسخ این پرسش در توده های کوچک و فشرده ای از مواد ستاره زایی است که در جای جای این کهکشان پراکنده اند و دانشمندان تاکنون به وجوشان پی نبرده بودند.

یک گروه بین المللی از اخترشناسان با بهره از آرایه ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما، ALMA) شمار نامنتظره ای از ابرهای فشرده ی میان‎ستاره ای پنهان را در یک کهکشان کوتوله ی نامنظم نزدیک به راه شیری یافته، کهکشانی به نام ولف-لاندمارک-میلو، یا WLM.

آلما دسته ای نامنتظره از ابرهای فشرده میان‌ستاره ای را درون کهکشان کوتوله ی نامنظم WLM یافته است. این ابرهای ستاره‌زا محیط بارور مورد نیاز برای پیدایش خوشه های ستاره ای را فراهم کرده اند. در این تصویر، عکسی از این کهکشان را می بینیم که با تلسکوپ ۴ متری بلانکو در طیف نور دیدنی (مریی) گرفته شده و چارچوب پیوست که با بهره از تلسکوپ های VLA و آرایه ی آلما گرفته شده، بخشی از یک لایه ی گاز هیدروژن را نشان می دهد (رنگ سرخ) که هیدروژن فشار کافی برای فشرده شده ابرهای ملکولی مونوکسید کربن (رنگ زرد) و ساختن هسته هایی چگال را فراهم کرده است. این هسته های چگال می توانند خوشه هایی از ستاره، مانند همان هایی که در راه شیری و دیگر کهکشان های بزرگ دیده می شود را بسازند. تصویر بزرگ تر

این ابرها که در دل پوششی سنگین از مواد میان‌ستاره ای جای گرفته اند، به توضیح این موضوع کمک می کنند که چگونه خوشه های ستاره ای فشرده و چگال می توانند در محیط تنُک و شکننده ی کهکشانی ساخته شوند که هزاران بار کوچک تر و بسیار پراکنده تر از راه شیری ماست.

مونیکا روبیو، اخترشناس دانشگاه شیلی و نویسنده ی اصلی پژوهشنامه ای درین باره در نشریه ی نیچر می گوید: «به دلایل بسیار، کهکشان های کوتوله ی نامنظمی مانند WLM در ستاره زایی بسیار کم‌توان هستند. این کهکشان ها اجرامی تنُک با چگالی بسیار اندکند. آن ها همچنین فاقد عنصرهای سنگینی هستند که در ستاره زایی به کار می روند. چنین کهکشان هایی به جای این که خوشه هایی انبوه بسازند، تنها می توانند خوشه هایی پراکنده و کم جمعیت پدید آورند، ولی این کهکشان (WLM) آشکارا چنین نیست.»

اخترشناسان با بررسی این کهکشان به کمک آرایه ی آلما توانستند برای نخستین بار، مناطق فشرده ای را بیابند که به نظر می رسد توانایی ساختن پرورشگاه هایی در حد و اندازه ی پرورشگاه های کهکشان های بزرگ تر را دارند.

این مناطق به کمک نورهایی با طول موج میلیمتری یافته شدند که تقریبا شناسایی‌ناپذیر و بسیار محدود بوده و از مولکول های مونوکسید کربن (CO) گسیلیده می شوند. این نورها به طور معمول همراه با ابرهای ستاره زای میان‌ستاره ای هستند.

پیش از این، گروه دیگری از اخترشناسان به رهبری دیری هانتر از رصدخانه ی لوول در فلگستف آریزونا برای نخستین بار با تک بشقاب تلسکوپ آزمایشگاهی رهیاب آتاکاما (اَپکس، APEX)، مونوکسید کربن را در کهکشان WLM ردیابی کرده بودند. مشاهدات آغازین و کم-وضوح آن ها نتوانسته بود جایگاه مولکول ها را نشان دهد، ولی تایید کرده بودند که کهکشان WLM در بردارنده ی پایین ترین میزان فراوانیِ مونوکسید کربنی است که تاکنون در یک کهکشان دیده شده. به نوشته ی اخترشناسان، این نبودِ CO و دیگر عنصرهای سنگین می توانست عاملی جدی در سرکوب ستاره زایی باشد.

روبیو می گوید: «مولکول ها، و به ویژه مونوکسید کربن، نقش مهمی در ساخته شدن ستارگان دارند. هنگامی که ابرهای گازی آغاز به رُمبش گرانشی می کنند، دماها و چگالی ها افزایش می یابند و به نیروی مخالفی در برابر گرانش تبدیل می شوند. اینجاست که این مولکول ها و ذرات غبار با درآشامیدن (جذب) بخشی از گرما و پس-تاباندن آن به فضا به شکل پرتوهای فروسرخ و طول موج های زیرمیلیمتری، به یاری گرانش می آیند.» این اثر خنک کننده به گرانش امکان می دهد تا رُمبش و فشرده کردن ابر را آنقدر ادامه دهد تا یک ستاره ساخته شود.

مشکل در گذشته تنها این بود که اخترشناسان در WLM و کهکشان هایی مانند آن که فراوانیِ عنصرهای سنگینشان کم بود، به اندازه ی کافی این مواد را نمی دیدند تا بتوانند پیدایش خوشه های ستاره ای تازه ای که دیده می شد را به حساب آن ها بگذارند.

چنان چه پژوهشگران دریافته اند، به این دلیل شناسایی CO در آغاز اینقدر دشوار بود که برخلاف کهکشان های معمولی، ابرهای مونوکسید کربنِ WLM درون پوشش هایی از گاز مولکولی و اتمی‌ جای داشتند که در مقایسه با ابعاد خود آن ها بسیار بزرگ بودند.

ابرهای فشرده ی CO برای آن که تبدیل به کارخانه های ستاره زایی ماندگاری شوند، می بایست فشار این پوشش گازی غول پیکر را آنقدر بر روی خود تاب بیاورند تا جایی که تبدیل به هسته های CO با چگالی کافی شوند، به گونه ای که بتوانند خوشه های ستاره ای معمولی بسازند.

بروس المگرین، یکی از نویسندگان این پژوهش می گوید: «مانند یک غواص که در ژرفای یک اقیانوس بر او فشار وارد می شود، این توده های گاز ستاره‌زا هم زیر فشار سهمگینی قرار دارند، هر چند که اقیانوسی از گازهای میان‌ستاره ای که آن ها را در بر گرفته نسبت به خودشان بسیار تنُک تر است.» وی می افزاید: «ما با پی بردن به این که مونوکسید کربن محدود به مناطقی بسیار کوچک و فشرده در دل انبوه غول آسایی از گاز میانجی است، دیگر می توانیم سازوکاری که به پیدایش این خوشه های درخشان ستاره ای که اکنون در این کهکشان می بینیم انجامیده را بشناسیم.»

همچنین بررسی های بیشتر با کمک آلما به شناسایی شرایطی کمک خواهد کرد که باعث پیدایش خوشه های کروی درون هاله ی کهکشان راه شیری شده. به باور اخترشناسان، این خوشه های بسیار بزرگ شاید در آغاز در کهکشان های کوتوله شکل گرفته بوده اند و بعدها با از هم پاشیدن کهکشان کوتوله ی میزبانشان، به هاله ی کهکشان ما کوچیده اند.

WLM یک کهکشان کوتوله ی به نسبت تنها در صورت فلکی نهنگ و به فاصله ی ۳ میلیون سال نوری ما، کنار لبه ی بیرونی گروه محلی است. گروه محلی خانواده ای از کهکشان هاست که از راه شیری، ابرهای ماژلان، آندرومدا، ام۳۳ (سه سو)، و ده ها کهکشان کوچک تر تشکیل شده.

واژه نامه:

dwarf galaxy - star cluster - star-forming - galaxy - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA - interstellar cloud - dwarf irregular galaxy - Wolf--Lundmark--Melotte - WLM - Milky Way - Monica Rubio - Nature - element - star formation - wavelength - carbon monoxide - CO - molecule - Deidre Hunter - Lowell Observatory - Atacama Pathfinder Experiment - APEX - Bruce Elmegreen - galaxy - globular cluster - halo - Local Group - Magellanic Cloud - Andromeda - M33 - Blanco telescope - hydrogen - NRAO - VLA

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان