بهترین شبیه‌سازی که تاکنون برای تولد ستارگان در ابرهای مولکولی اجرا شده

اگر ویدیو اینجا اجرا نشد می‌توانید آن را در توییتر و یا فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان ببینید

در یک شبیه‌سازی تازه، ۹ میلیون سال دگرگونی در یک پرورشگاه ستاره‌ای که ستارگان در آن به دنیا می‌آیند دنبال می‌شود- این پرورشگاه‌ها به نام "ابرهای مولکولی غول‌پیکر (جی‌ام‌سی‌ها، GMCs) هم شناخته می‌شوند.

این شبیه‌سازیِ جی‌ام‌سی‌ها که دقیق‌ترین تا به امروز است، نشان می‌دهد که شاید نیاز به بازنگری در شناختمان از چگونگی پیدایش ستارگان در این اجرام گسترده‌ی کیهانی داشته باشیم.

جی‌ام‌سی‌ها که گاهی به نام پرورشگاه‌های ستاره‌ای هم نامیده می‌شوند، عمدتا دربردارنده‌ی مولکول‌های هیدروژنند. جرم آنها به دستکم ۱۰ هزار برابر خورشید می‌رسد و پهنایی در حدود ۱۵ تا ۶۵۰ سال نوری دارند. درون این ابرها، مولکول‌های هیدروژن می‌توانند بر هم انباشته شوند [ابرهای مولکولی در خود برُمبند-م]. هنگامی که این انباشتگی به چگالی ویژه‌ای رسید، ستارگان می‌توانند پدید بیایند.

اگرچه فرآیند بنیادین ستاره‌زایی به خوبی شناخته شده، ولی هنوز ناشناخته‌های بسیاری وجود دارد.

اکنون، مایک گرودیک از رصدخانه‌های کارنگی در کالیفرنیا به همراه همکارانش با اجرای یکی از پیشرفته‌ترین شبیه‌سازی‌ها از جی‌ام‌سی‌ها تا به امروز، رازهای یبیشتری را آشکار کرده‌اند.

گرودیک و گروهش بر پایه‌ی پژوهش‌های گذشته به عنوان بخشی از پروژه‌ی STARFORGE، یک شبیه‌سازی از جی‌ام‌سی را اجرا کردند که برای نخستین بار، همه‌ی سازوکارهای بازخورد فیزیکی عمده -مانند بادهای ستاره‌ای، میدان‌های مغناطیسی و گرانش- را در بر داشت.

این شبیه‌سازی با ابری به جرمِ آغازینِ ۲۰ هزار برابر خورشید و قطر ۶۵ سال نوری آغاز می‌شود.

گرودیک می‌گوید: «ما این ابر را به عنوان نماینده‌ی ستاره‌زایی در همسایگی خورشید، محله‌ی کهکشانی خودمان، برگزیدیم.»«این می‌تواند نشان‌دهنده‌ی چگونگیِ پیدایشِ خود خورشید در کهکشانمان باشد.»

با جلو رفتنِ شبیه‌سازی، ستارگان بزرگ‌تر و درخشان‌تر شکل می‌گیرند، که آنها هم به نوبه‌ی خود با پرتوافشانی و بادهای ستاره‌ای، درون جی‌ام‌سی را می‌روبند (جاروب می‌کنند). این دانشمندان به شبیه‌سازی اجازه دادند تا حدود ۹ میلیون سال اجرا شود و اندکی پس از انفجار ابرنواختریِ یکی از نخستین ستارگانِ شکل گرفته در این ابر پایان یابد. در این زمان از شبیه‌سازی، حدود ۱۰۰۰ ستاره ساخته شده بودند.

گرودیک می‌گوید: «یکی از شگفتی‌هایی که دیدیم [این بود که] ستارگان می‌توانند به زمان چشمگیری برای ساخته شدن نیاز داشته باشند.» این گروه دریافتند که شکل‌گیری ستارگان بزرگ -با جرم بیش از ۱۰ برابر خورشید- می‌تواند تا ۳ میلیون سال و میانگینِ حدود ۱ میلیون سال به درازا بکشد، که این یک مرتبه‌ی بزرگی درازتر از چیزی‌ست که به طور معمول گفته شده.

گرودیک امیدوارست این شبیه‌سازی بتواند برای بررسی و آنالیز فرگشت ستاره‌ای با دقتی بیش از گذشته به کار برده شود. برای نمونه، این شبیه‌سازی می‌تواند برای ردیابی یک ستاره در زمان به کار رود تا ببینیم جرم آن در آغاز از کجا آمده. این گروه با تغییر دادن محدودیت‌ها می‌توانند از سازوکارهای فیزیکی‌ای که در ستاره‌زایی از همه مهم‌ترند تصویر دقیق‌تری بسازند.

گرودیک می‌گوید: «ستاره‌زایی پیچیده است.»«دربردارنده‌ی فرآیندهای گوناگونی‌ست که با هم کار می کنند و ناچاریم برای دستیابی به نتیجه‌ای که عملا همانند واقعیت باشد، همه‌ی اجزای گوناگون را کنار هم بیاوریم.»

پژوهشنامه‌ی این دانشمندان در نشریه‌ی برخطِ arxiv در دسترس است.

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

تلگرام، توییتر و فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky

واژه‌نامه:
computer simulation - giant molecular cloud - star - GMC - hydrogen - molecule - sun - star formation - Mike Grudić - Carnegie Observatories - California - STARFORGE - stellar wind - magnetic field - gravity - galaxy - supernova - arxiv

منبع: نیوساینتیست

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان