ستاره آواره‌ای که تاریخ یک خوشه را آشکار کرد

* در سده‌ی ۱۵ میلادی، زمانی که خاندان‌های سلطنتی انگلستان در جنگ رزها بر سر تاخ و تخت به سر می‌بردند، ۱۵۰۰ سال نوری دورتر، در سحابی شکارچی نیز گروهی از ستارگان در نبردی آسمانی با هم درگیر شده بودند.

سرانجامِ کشمکش گرانشی این ستارگان، فروپاشی گروه و بیرون افتادن دستکم سه ستاره بود که هر یک به سویی آواره شدند. این ستارگان آواره‌ی پرسرعت تا صدها سال گمنام و ناشناخته باقی ماندند تا این که چند دهه‌ پیش، دوتا از آنها که لایه‌ی فشرده‌ی غبارهای سحابی شکارچی را شکافته بودند در تصاویر فروسرخ و رادیویی شناسایی شدند.
این تصویر سه تکه نشان می‌دهد که یک گروه ستاره چگونه می‌تواند از هم بپاشد و اعضایش به فضا پرتاب شوند. چارچوب ۱: اعضای یک سامانه‌ی چندستاره‌ای به گرد هم در چرخشند. چارچوب ۲: دو تا از ستارگان در مدارشان به هم نزدیک‌تر می‌شوند. چارچوب ۳: این دو سرانجام یا با هم ادغام می‌شوند یا یک دوتایی تنگ و فشرده را می‌سازند. هر دوی این رویدادها می‌تواند به اندازه‌ی کافی انرژی گرانشی آزاد کند که همه‌ی ستارگان سامانه را به بیرون پرتاب کند (در همان چارچوب ۳ نشان داده شده).

مشاهدات نشان می‌داد که این دو ستاره با سرعت بسیار در دو جهت مخالف یکدیگر در حرکتند. ولی خاستگاه آنها (جایی که از آن آمده بودند) هنوز یک راز بود. اخترشناسان مسیر هر دو ستاره را تا ۵۴۰ سال پیش دنبال کردند و متوجه شدند که مسیر هر دوی آنها به یک جا می‌رسد؛ به گفته‌ی دانشمندان، به یک سامانه‌ی چندستاره‌ای که اکنون از هم پاشیده. ولی این با انرژی جنبشی آنها که دلیل پیشرویشان بود سازگاری نداشت. [از همین رو] دانشمندان استدلال کردند که دستکم یک سیاره‌ی دیگر نیز بوده که بخشی از انرژی گریز آن دو را از آنها ربوده بوده.

اکنون تلسکوپ فضایی هابل ناسا با به دام انداختن یک ستاره‌ی گریزان دیگر، به اخترشناسان کمک کرده تا آخرین تکه‌ی این جورچین را نیز بیابند. اخترشناسان مسیر این ستاره‌ی نویافته را هم دنبال کردند و دیدند در ۵۴۰ سال پیش، به همان جایی که آن دوی دیگر هم بودند می‌رسید، جایی در منطقه‌ای از ستارگان جوان به نام سحابی کلاینمن-لو، نزدیک مرکز مجموعه‌ی گسترده‌ی سحابی شکارچی در فاصله‌ی ۱۳۰۰ سال نوری زمین.

کوین اومن از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا در یونیورسیتی پارک پنسیلوانیا می‌گوید: «مشاهدات تازه‌ی هابل شواهدی نیرومند از این ارایه می‌دهد که هر سه ستاره از یک سامانه‌ی چندستاره‌ای به بیرون پرتاب شده بودند. اخترشناسان در گذشته چند نمونه‌ی دیگر از ستارگان پرسرعت که ردشان به سامانه‌های چندستاره‌ای می‌رسید و بنابراین از آنجا به بیرون پرتاب شده‌ بودند را هم یافته بودند. ولی این سه ستاره جوان‌ترین نمونه از این گونه ستارگان آواره‌‌ است. سن آنها شاید چند صد هزار سال باشد. در واقع، بر پایه‌ی تصاویر فروسرخ، این ستارگان هنوز به اندازه‌ای جوانند که قرص مواد زاینده‌شان هنوز آنها را در بر گرفته.»

سرعت گریز هر سه ستاره از سحابی کلاینمن-لو بی‌اندازه بالاست، چیزی نزدیک به ۳۰ برابر سرعت بیشترِ ستارگان درون این سحابی. شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان می‌دهند که این کشمکش‌های گرانشی می‌تواند در خوشه‌های جوان رخ دهد، جاهایی که ستارگان نوزاد در فضایی کوچک کنار هم به دنیا آمدهه‌اند. لومن می‌گوید: «ولی نمونه‌های چندانی ندیده بودیم، به ویژه در خوشه‌های ستاره‌ای بسیار جوان. سحابی شکارچی می‌تواند با ستارگان جوان دیگری هم در بر گرفته شده باشد که در گذشته به بیرون پرتاب شده و اکنون دارند به فضای میان‌ستاره‌ای می‌روند.»

یافته‌های این دانشمندان در شماره‌ی ۲۰ مارس ۲۰۱۷ آستروفیزیکال جورنال لترز منتشر خواهد شد.

لومن هنگامی که به عنوان عضو گروهی بین‌المللی سرگرم جستجو برای یافتن سیاره‌های سرکش در سحابی شکارچی بود، به طور شانسی ستاره‌ی سوم را یافت و آن را "چشمه‌ی ایکس" نامید. وی عکس‌های فروسرخ تازه‌ای که در سال ۲۰۱۵ گرفته شده بود را با عکس‌هایی که در طیف فروسرخ-نزدیک در سال ۱۹۹۸ گرفته شده بود مقایسه کرد و پی برد که جایگاه "چشمه‌ی ایکس" در این ۱۷ سال، نسبت به ستارگان نزدیکش تغییر چشمگیری کرده، نشانه‌ی این که دارد با سرعتی بسیار، حدود ۲۰۰ هزار کیلومتر بر ساعت جابجا می‌شود.

این اخترشناس سپس با به هم پیوستن جایگاه کنونی و پیشین چشمه‌ی ایکس، مسیر آن را در زمان دنبال کرد و دریافت که در سال‌های ۱۴۷۰، جایی نزدیک همان جایگاه آغازین آن دو ستاره‌ی آواره‌ی دیگر در سحابی کلاینمن-لو بوده. آن دو ستاره به نام‌های "بکلین-نوگبائور" (بی‌ان، BN) و "چشمه‌ی آی" شناخته می‌شوند.
این عکس از تلسکوپ فضایی هابل گروهی از ستارگان جوان به نام خوشه‌ی ذوزنقه را نشان می‌دهد (در مرکز عکس). چارچوبی که درست بالای خوشه‌ی ذوزنقه کشیده شده جایگاه سه ستاره‌ای که گفتیم را نشان می دهد. چارچوب پیوست بالا-سمت راست، نمای نزدیک این ستاره‌ها را نشان می‌دهد. زادگاه سامانه‌ی چندستاره‌ای با "initial position" نشان داده شده. دو تا از این ستارگان به نام‌های بی‌ان و آی (کوتاه شده‌ی چشمه‌ی آی) چند دهه پیش یافته شده بودند. چشمه‌ی آی در پوشش فشرده‌ای از غبار جای دارد و در این تصویر دیده نمی‌شود. دانشمندان به تازگی متوجه شده‌اند که ستاره‌ی سوم، یعنی چشمه‌ی ایکس یا تنها "ایکس"، میان سال‌های ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۵ به اندازه‌ی چشمگیری جابجا شده، این جابجایی را در چارچوب پیوست پایین، سمت راست می‌بینید. تصویر بزرگ تر

ستاره‌ی بی‌ان در عکس‌های فروسرخ سال ۱۹۶۷ یافته شده بود، ولی تا ۱۹۹۵ کسی متوجه سرعت بسیارِ آن نشد؛ در آن سال، رصدهای رادیویی سرعت این ستاره را ۹۶۰۰۰ کیلومتر بر ساعت برآورد کردند. چشمه‌ی آی هم سرعتی نزدیک به ۳۵۰۰۰ کیلومتر بر ساعت دارد. این ستاره تنها در تصاویر رادیویی دیده شد زیرا غبارهای پیرامونش به اندازه‌ای انبوه است که جلوی بیشتر نورهای فروسرخ و دیدنی (مریی) آن را گرفته‌اند.

به گفته‌ی لومن، این سه ستاره به احتمال بسیار هنگامی که سرگرم یک بازی بیلیارد گرانشی بودند از خانه بیرون افتادند. چیزی که اغلب در یک سامانه‌ی چندستاره ای رخ می‌دهد اینست که دو تا از ستاره‌های درون آن بسیار به هم نزدیک می‌شوند تا جایی که یا با هم یکی می‌شوند یا یک سامانه‌ی دوتایی بسیار فشرده می‌سازند، در هر دو صورت، این رویداد به اندازه‌ی کافی انرژی گرانشی آزاد می‌کند که همه‌ی ستارگان سامانه را به بیرون پرتاب کند. این رویداد پرانرژی همچنین یک برون‌ریزی گسترده‌ی مواد هم پدید می‌آورد که در عکس‌های "دوربین فروسرخ-نزدیک و طیف‌سنج چندجرمی هابل" (NICMOS) به شکل انگشتانی از مواد دیده می‌شد که از جایگاه آغازین ستاره‌ی "چشمه‌ی آی" بیرون زده بودند.

تلسکوپ‌های آینده، مانند تلسکوپ جیمز وب توان آن را خواهند داشت که نوار گسترده‌ای از سحابی شکارچی را رصد کنند. اخترشناسان امیدوارند با همسنجی میان عکس‌های تلسکوب جیمز وب از این سحابی و عکس‌های چند سال پیش هابل، ستارگان گریزان بیشتری که از سامانه های چندستاره‌ایِ از هم پاشیده بیرون انداخته شده‌اند را شناسایی کنند.

-------------------------------------------------
تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
War of the Roses - England - throne - star war - Orion Nebula - infrared - radio - multiple-star system - NASA - Hubble Space Telescope - runaway star - Kleinmann-Low Nebula - Kevin Luhman - Penn State University - University Park - Pennsylvania - computer simulation - cluster - The Astrophysical Journal Letters - source x - Massimo Robberto - Space Telescope Science Institute - Baltimore - Maryland - Wide Field Camera 3 - Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer - NICMOS - Becklin-Neugebauer - BN - source I - billiards - binary - James Webb Space Telescope - gravitational energy - Trapezium Cluster

منبع: nasa

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه