هندسه شگفت‌انگیز یک ستاره نوزاد

نگاره‌ای از ال۱۵۲۷

یکی از چیستان‌های بزرگ اخترفیزیک چگونگی پیدایش ستارگانی مانند خورشید از رُمبش ابرهای مولکولی در مناطق ستاره‌زایی کیهان است. نام فنی این چیستان، مساله‌ی تکانه‌ی زاویه‌ای در پیدایش ستارگان است [تکانه= اندازه حرکت].

پرسش اساسی اینست: گازهای درون ابر ستاره‌زا به گونه‌ای در چرخش است که باعث می‌شود هر عنصر درون این گاز تکانه‌ی زاویه‌ای متفاوتی پیدا کند. این ابر به دنبال رمبش، سرانجام به حالتی می‌رسد که در آن کشش گرانشی ستاره‌ی نوزادی که دارد از رمبش پدید می‌آید با نیروی مرکزگریز (گریز از مرکز، centrifugal force) برابر می‌شود، در نتیجه رمبش به درون در یک شعاع متوقف می‌شود مگر این که بتواند بخشی از تکانه‌ی زاویه‌ایش را پس بزند (بیرون بریزد). این نقطه به نام "سد مرکزگریز" شناخته می‌شود.

اکنون گروهی از دانشمندان به رهبری نامی ساکائی از آزمایشگاه زایش ستاره و سیاره‌ی ریکن (RIKEN) با بهره از داده‌های آنتن‌های رادیویی به سرنخ‌هایی درباره‌ی این که گازهای درون ابر چگونه می‌توانند راهشان به سطح ستاره‌ی نوزاد را پیدا کنند دست یافته‌اند. ساکائی و گروهش برای بهتر شناختن این فرآیند به سراغ رصدخانه‌ی آلما رفتند، آرایه‌ای از ۶۶ آنتن در بیابان آتاکاما در شمال شیلی. این آنتن‌ها با هماهنگی دقیقی که با یکدیگر دارند می‌توانند عکس‌هایی از تابش‌های رادیویی مناطق پیش‌سیاره‌ای در آسمان بگیرند.

این پژوهشگران پیش‌ستاره‌ای به نام ال۱۵۲۷ در یک منطقه‌ی ستاره‌زایی نزدیک به نام ابر مولکولی گاو (ثور) در حدود ۴۵۰ سال نوری زمین را برگزیدند. این پیش‌ستاره دارای یک قرص پیش‌سیاره‌ای چرخان است که از دید ما تقریبا از لبه دیده می‌شود (لبه‌نما است) و در دل پوشش گسترده‌ای از مولکول‌ و غبار جای گرفته.

ساکایی پیش از این با شناسایی مولکول‌ها پیرامون همین پیش‌ستاره دریافته بود که بر خلاف فرضیه‌ی رایج، گذار از پوشش بیرونی به قرص درونی آن هموار و یکنواخت نیست بلکه بسیار پیچیده است (قرص درونی همان قرصیست که در آینده سیاره‌ها را می‌سازد). ساکایی می‌گوید: «ما با بررسی داده‌ها دریافتیم که منطقه‌ی نزدیک سد مرکزگریز -جایی که پیشروی ذرات به درون متوقف می‌شود- بسیار پیچیده است، و پی بردیم که بررسی جابجایی‌ها در این منطقه‌ی گذار می‌تواند برای شناخت چگونگی رمبش پوشش بیرونی نکته‌ای کلیدی باشد. مشاهدات ما نشان می دهند که پوشش بیرونی در این نقطه دارد پهن می‌شود، نشانه‌ی چیزی مانند یک "ترافیک" در منطقه‌‌ای درست بیرون از سد مرکزگریز، جایی که گازها در اثر یک موج شوک داغ می‌شوند. مشاهدات نشان دادند که بخش چشمگیری از تکانه‌ی زاویه‌ای دارد توسط گازهایی که در راستای عمودی از قرص تخت پیش‌سیاره‌ای پیرامون پیش‌ستاره بیرون می‌زنند از دست می‌رود.»

این رفتار با محاسبه‌هایی که گروه دانشمندان با بهره از یک مدل‌ پرتابی خالص انجام داده بودند جور در می‌آمد. در این مدل، ذرات مانند پرتابه‌های ساده‌ای رفتار می‌کردند که نیاز به تاثیر نیروی مغناطیسی یا نیروهای دیگر نداشتند.

ساکایی می‌گوید: «ما قصد داریم برای پالایش بیشتر دانسته‌هایمان از پویایی (دینامیک) پیدایش ستارگان و یافتن توضیح کامل چگونگی رمبش مواد برای ساختن ستاره، به رصدهایمان با آرایه‌ی نیرومند آلما ادامه دهیم این همچنین می‌تواند به ما در شناخت بهتر فرگشت سامانه‌ی خورشیدی خودمان هم کمک کند.»

گزارش این پژوهش توسط انتشارات دانشگاه آکسفورد در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر شده است.

--------------------------------------------

به تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

star - sun - molecular cloud - angular momentum - stellar formation - centrifugal force - radius - centrifugal barrier - radio antenna - Nami Sakai - RIKEN Star and Planet Formation Laboratory - ALMA - Atacama Desert - Chile - radio emission - protostellar - protostar - L1527 - Taurus Molecular Cloud - protoplanetary disk - molecule - traffic jam - shock wave - ballistic model - projectile - magnetic force - solar system - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - Oxford University Press

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان