گریه یک ستاره نوزاد راز ستارگان بزرگ را فاش کرد

برداشت هنری از این پیش‌ستاره‌ی بزرگ "چشمه‌ی ۱ شکارچی کی‌ال" که با قرصی از گاز و غبار در بر گرفته شده. برون‌ریزی از سطح قرص بیرونی آغاز می‌شود.

ستارگان از ابرهای گاز و غباری که در فضای میان‌ستاره ای شناور است ساخته می‌شوند. ولی اخترشناسان تا امروز نتوانسته‌اند به خوبی این فرآیند را برای ستارگان بزرگی که در فضا می‌بینیم توضیح دهند. یک مساله‌ی کلیدی چرخش گاز است. در نخستین گام، ابر زاینده به آرامی می‌چرخد و با چگالش بیشتر ابر زیر گرانش خودش، این چرخش هم سریع‌تر می‌شود. ستارگانی که در چنین فرآیندی پدید می آیند می‌بایست چرخشی بسیار سریع داشته‌ باشند، ولی آنچه دیده شده این گونه نبوده. ستارگانی که در کیهان دیده می‌شوند چرخشی کندتر دارند.

این تکانه‌ی چرخشی چگونه از دست می‌رود؟ بر پایه‌ی یک احتمال، از راه برون‌ریزی گاز از ستاره‌ی نوزاد. اگر این برون‌ریزی گازی بچرخد، می‌تواند تکانه‌ی چرخشی را با خود از سامانه بیرون ببرد. اخترشناسان در تلاش بوده‌اند چرخش این برون‌ریزی را ببینند تا این نظریه را بیازمایند و سازوکار به راه افتادن آن را بشناسند. در چند مورد، نشانه‌های چرخش یافته شد ولی دیدن آشکار و پُروضوح آن دشوار بود، به ویژه پیرامون ستارگان نوزاد بزرگ.

گروهی از اخترشناسان به رهبری تومویا هیروتا، استادیار رصدخانه‌ی ملی اخترشناختی ژاپن (NAOJ) و دانشگاه تحصیلات تکمیلی برای پژوهش‌های پیشرفته (SOKENDAI)، یک ستاره‌ی نوزاد بزرگ به نام "چشمه‌ی ۱ شکارچی کی‌ال" (Orion KL Source I) در سحابی پرآوازه‌ی شکارچی در فاصله‌ی ۱۴۰۰ سال نوری زمین را رصد کردند. سحابی شکارچی نزدیک‌ترین منطقه‌ی ستاره‌زایی بزرگ به زمین است. به لطف نزدیک بودن آن، و توانمندی‌های پیشرفته‌ی آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما)، این گروه توانستند سرشت برون‌ریزی‌ "چشمه‌ی ۱" را آشکار کنند.

تصویر آلما از پیش‌ستاره‌ی "چشمه‌ی ۱ شکارچی کی‌ال". پیش‌ستاره در مرکز است و با قرصی از گاز در بر گرفته شده (سرخ). گازهای دیگری از دو قطب بیرون زده می‌شود که از ستاره‌ی نوزاد سرچشمه می‌گیرد (آبی).

هیروتا می‌گوید: «ما چرخش این برون‌ریزی را به روشنی نمایان کردیم.همچنین، نتایج آن به ما بینش‌های مهمی درباره‌ی سازوکارِ به راه افتادن برون‌ریزی داد.» هیروتا نویسنده‌ی اصلی گزارش این پژوهش بود که در نشریه‌ی نیچر آسترونومی منتشر شده.

مشاهدات تازه‌ی آلما چرخش این برون‌ریزی را به زیبایی نشان می‌دهد. برون‌ریزی هم‌جهت با قرص گازی پیرامون ستاره می‌چرخد. این تایید نیرومندی برای این نظریه است که برون‌ریزی نقش مهمی در دسترفت انرژی چرخشی بازی می‌کند.

افزون بر آن، آلما به روشنی نشان می‌دهد که این برون‌ریزی نه از کنار خود ستاره ی نوزاد، بلکه از لبه‌ی بیرونی قرص آغاز می‌شود. این ریخت‌شناسی به خوبی با "مدل باد قرص مغناط‌-مرکزگریز" [۱] همخوانی دارد. در این مدل، گاز درون قرص چرخان در اثر نیروی مرکزگریز (گریز از مرکز) رو به بیرون حرکت می‌کند و سپس در راستای خطوط میدان مغناطیسی به بالا رفته و برون‌ریزی‌ها را پدید می‌آورد. اگرچه مشاهدات پیشین آلما نشانگر شواهدی پیرامون یک پیش‌ستاره‌ی کم‌جرم بود که از همین نظریه پشتیبانی می‌کرد، ولی شواهد قانع‌کننده‌ی کمی پیرامون پیش‌ستاره‌های بزرگ دیده شده بود زیرا بیشتر مناطق زاینده‌ی ستارگان بزرگ از زمین دور هستند و بررسی جزییاتشان دشوار است.

این تصویر آلما چرخش گازی که از پیش‌ستاره‌ی "چشمه‌ی ۱ شکاچی کی‌ال" بیرون می‌زند را نشان می‌دهد. رنگ سرخ نمایانگر گازیست که از ما دور می‌شود و رنگ آبی گازیست که به سوی ما می‌آید. قرصی که پیش‌ستاره را در بر گرفته با رنگ سبز نمایانده شده.

هیروتا می‌گوید: «به جز حسمندی و درستی، پژوهش ما نیاز به رصد پُروضوح امواج زیرمیلیمتری هم داشت، که آلما برای نخستین بار آن را برایمان امکان‌پذیر ساخت. امواج زیرمیلیمتری ابزار برشناختی (تشخیصی) بیمانندی برای منطقه‌ی چگال درونی این برون‌ریزی است، و ما این چرخش را درست در همانجا دیدیم. تفکیک‌پذیری آلما در آینده از این هم بهتر خواهد شد. ما می‌خواهیم برای بهبود شناختمان از سازوکار آغاز این برون‌ریزی‌ها و چگونگی پیدایش ستارگان بزرگ، در کنار پژوهش‌های نظری، اجرام دیگر را هم رصد کنیم.»

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

یادداشت:

۱] magnetocentrifugal disk wind mode

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

به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

rotational momentum - star - Tomoya Hirota - National Astronomical Observatory of Japan - NAOJ - SOKENDAI - Graduate University for Advanced Studies - Orion KL Source I - Orion Nebula - Earth - Nature Astronomy - outflow - ALMA - rotational energy - morphology - magnetocentrifugal disk wind model - centrifugal force - magnetic field - protostar - submillimeter wave

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان