مورچه‌ای که لیزر می‌تاباند
* رصدخانه‌ی فضایی هرشل پدیده‌ای کمیاب را رصد کرده: یک تابش کمیاب لیزر از سحابی مورچه، که نشان می‌دهد این جانور کیهانی یک سامانه‌ی ستاره‌ای دوتایی در قلب خود پنهان کرده.
هنگامی که ستارگان کم‌جرم تا میان‌جرم، مانند خورشید، به پایان زندگی نزدیک می‌شوند، لایه‌های گاز و غبار بیرونی‌اشان را به فضا پس می‌زند و آرایه‌ای از الگوهای پیچیده به نام سحابی سیاره‌نما می‌سازند؛ و خودشان نیز به یک کوتوله‌ی سفید تبدیل می‌شوند.
 |
| تصویر تلسکوپ فضایی هابل از سحابی سیاره‌نمای مورچه یا "منزل ۳". این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر |
عکس‌های فروسرخ تلسکوپ هرشل از سحابی مورچه، نمای پیچیده‌ای از آن نشان داده‌اند که در عکس‌های رنگارنگ طیف دیدنی (مریی)، مانند عکس‌های تلسکوپ فضایی هابل، دیده نمی‌شود. بر پایه‌ی داده‌های تازه، هسته‌ی سحابی مورچه باریکه‌های نیرومندی از پرتوی لیزر می‌گسیلد.
لیزر در زندگی روزانه‌ی ما کاربرد بسیاری دارد، از جلوه‌های ویژه در کنسرت‌های موسیقی گرفته تا بهداشت و درمان و ارتباطات. ولی در فضا، این گسیلش‌های کانونی در طول موج‌های گوناگون، و تنها شرایطی ویژه یافته می‌شوند. تاکنون تنها شمار اندکی از این لیزرهای فضایی فروسرخ شناسایی شده‌اند.
از شانس، اخترشناس "دونالد مِنزِل" که در سال ۱۹۲۰ برای نخستین بار این سحابی سیاره‌نما را شناسایی کرد (و به همین دلیل نام دیگرش منزل ۳ است)، یکی از نخستین کسانی بود که نشان داد "تقویت نور به روش گسیل القایی تابش" -یا همان لیزر- در شرایطی ویژه می‌تواند در سحابی‌های گازی رخ دهد. این بسیار پیش از کشف لیزر و نخستین کاربرد موفق آن در آزمایشگاه در ۱۹۶۰ بود؛ این رویدادی بود که اکنون هر ساله در روز ۱۶ می به نام "روز جهانی نور" گرامی داشته می‌شود.
ایزابل آلمان، نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «هنگامی که منزل ۳ را رصد می‌کنیم، ساختاری از گازهای یونیده با پیچیدگی شگفت‌انگیز می‌بینیم، ولی جرمی که در مرکز آنست و چنین الگویی را پدید آورده را نمی‌توانیم ببینیم.»
«ما به لطف حسمندی رصدخانه‌ی هرشل و توان دید آن در گستره‌ی بزرگی از طول موج‌ها، گونه‌ی کمیابی از تابش به نام "گسیلش لیزر خط بازپیوند هیدروژن" را شناسایی کردیم که به ما کمک کرد تا ساختار سحابی و شرایط فیزیکی آن را آشکار کنیم.»
گسیلش این گونه لیزر نیاز به گازهایی بسیار چگال نزدیک به ستاره دارد. بررسی این مشاهدات به کمک شبیه‌سازی‌ها نشان داد که چگالی این گاز لیزرافکن حدود ده هزار برابر چگالی گازهاییست که در سحابی‌های سیاره‌نمای معمولی، و در لوب‌های خود سحابی مورچه است.
به طور معمول، منطقه‌ی نزدیک یک ستاره‌ی مرده (نزدیک یعنی حدود فاصله‌ی کیوان تا خورشید) جایی کاملا خالی است، زیرا بیشترِ موادش به بیرون پس زده شده‌اند. گازهای به جا مانده هم اندکی بعد به سوی خود ستاره فروکشیده می‌شوند.
یکی از نوسندگان پژوهش، آلبرت زیجسترا می‌گوید: «تنها راه برای ماندن گازها نزدیک ستاره اینست که در یک قرص به گرد آن بچرخد. در مورد این سحابی، ما در حقیقت یک قرص فشرده در مرکزی‌ترین بخش آن داریم که تقریبا از لبه دیده می‌شود. این جهت‌گیری به تقویت سیگنال‌های لیزر کمک می‌کند. وجود این قرص نشانگر اینست که کوتوله‌ی مرکزی، یک همدم دارد، زیرا گازهای پس‌زده شده به سختی می‌توانند وارد یک مدار شوند مگر این که یک ستاره‌ی همدم آن را در جهت درست منحرف کند.»
اخترشناسان هنوز چنین همدمی را ندیده‌اند، ولی فکر می‌کنند جرم ستاره‌ی همدم -که آن هم ستاره‌ای رو به مرگ است- دارد پس زده می‌شود و سپس توسط کوتوله‌ی سفید که ستاره‌ی اصلی و زاینده‌ی این سحابی است گرفته شده و همان قرصی که لیزر می‌گسیلد را به گرد آن می‌سازد.
توشیا یوئتا، پژوهشگر اصلی برنامه‌ی "پیمایش سحابی‌های سیاره‌ای هرشل" می‌گوید: «ما با هرشل در سحابی‌های پیرامون ستارگان پیر ساختارهای گوناگونی از گاز و غبار را جستجو و منش‌نمایی کردیم ولی خوب قطعا در پی یک پدیده‌ی لیزری نبودیم. چنین گسیلشی تاکنون تنها در اجرام انگشت‌شماری دیده شده بود؛ این کشف چشمگیری بود که پیش‌بینی‌اش را نمی‌کردیم. بی‌تردید ارزش سحابی‌های ستارگان بیشتر از چیزیست که تاکنون فکر می‌کردبم.»
گوران پیلبرات، دانشمند برنامه‌ی هرشل می‌گوید: «این پژوهش نشان می‌دهد که سحابی مورچه‌ای که امروزه می‌بینیم دستاورد سرشت پیچیده‌ی یک سامانه‌ی ستاره‌ای دوتایی است، که بر شکل، ویژگی‌های شیمیایی، و دگرگونی‌های این گام‌های پایانی زندگی یک ستاره تاثیر می‌گذارد.»
«توانایی‌های رصدی بالای هرشل به ما امکان شناسایی این لیزر باورنکردنی را در سحابی مورچه داد. این یافته‌ها به ما کمک می‌کند شرایطی که در آن چنین پدیده‌ای رخ می‌دهد را با دقت بیشتری جستجو کنیم و مدل‌هایمان از فرگشت ستارگان را بهبود ببخشیم. این همچنین یک نتیجه‌گیری خوشایند نیز هست که هرشل توانسته دو کشف منزل در حدود یک سده پیش را به هم پیوند دهد.»
گزارش این پژوهش در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر شده است.
--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
واژه‌نامه:
star - ESA - Herschel space observatory - laser - Ant Nebula - double star system - Sun - white dwarf - kaleidoscope - planetary nebula - infrared - visible - NASA - Hubble Space Telescope - wavelength - Donald Menzel - Menzel 3 - light amplification by stimulated emission of radiation - International Day of Light - ionize - Isabel Aleman - hydrogen recombination line laser emission - Saturn - Albert Zijlstra - edge-on - Toshiya Ueta - Herschel Planetary Nebula Survey - binary star system - Göran Pilbratt -
منبع: esa
برگردان: یک ستاره در هت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر