به گزارش ایسنا، «سحابی شکارچی»(Orion Nebula) ممکن است یک جرم آسمانی آشنا و به خوبی مطالعه‌ شده باشد اما عکس‌های «تلسکوپ فضایی جیمز وب»(JWST)، این ابر ستاره‌ساز پر از گاز و غبار را در یک نور جدید و فوق‌العاده پرجنب‌وجوش نشان می‌دهند.

به نقل از اسپیس، سحابی شکارچی که با نام «مسیه ۴۲»(Messier 42) نیز شناخته می‌شود، در فاصله ۱۵۰۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی شکارچی قرار دارد. این فاصله باعث می‌شود که نزدیک‌ترین مهد ستاره‌ای به منظومه شمسی باشد.

سحابی شکارچی که می‌توان آن را با چشم غیر مسلح در آسمان تاریک مشاهده کرد، در طول تاریخ بشر مورد بررسی قرار گرفته است اما عکس‌های جیمز وب آن را با جزئیات بی‌سابقه‌ای نشان می‌دهند. به طور ویژه، این تلسکوپ فضایی قوی روی ویژگی مورب و غبار در ربع پایین سمت چپ مسیه ۴۲ زوم کرد که «تیر شکارچی» نامیده می‌شود.

عکس‌های جمع‌آوری‌شده جیمز وب از سحابی شکارچی به عنوان بخشی از برنامه «PDRs4All» بیش از زیبایی خیره‌کننده خود ارزشمند هستند. این گنجینه از داده‌ها به دانشمندان امکان می‌دهد تا در شرایط اغلب آشفته و پر از هرج‌ومرج کاوش کنند که با تشکیل ستاره‌ها همراه است.

«الز پیترز»(Els Peeters) اخترفیزیک‌دان «دانشگاه وسترن»(UWO) و پژوهشگر پروژه PDRs4All گفت: این تصاویر آن قدر جزئیات باورنکردنی دارند که ما در سال‌های آینده آنها را مورد بررسی قرار خواهیم داد. این داده‌ها باورنکردنی هستند و معیاری برای پژوهش‌های اخترفیزیک در دهه‌های آینده خواهند بود. ما تاکنون تنها بخش کوچکی از داده‌ها را بررسی کرده‌ایم و این کار قبلا چندین کشف شگفت‌انگیز و بزرگ را در پی داشته است.

تولد ستاره در سحابی شکارچی

تشکیل ستاره زمانی رخ می‌دهد که تکه‌های بیش از حد متراکم در ابرهای غول‌پیکر گاز و غبار تحت نیروی گرانش خود فرو می‌ریزند. این فرآیند، یک پیش‌ستاره را تشکیل می‌دهد که در پیله‌ای از گاز و غبار به‌جامانده از شکل‌گیری آن پیچیده شده است.

پیش‌ستاره‌ها تا زمانی که جرم کافی را برای آغاز هم‌جوشی هسته‌ای و تبدیل هیدروژن به هلیوم در هسته‌های خود به دست بیاورند، به جمع‌آوری کردن مواد از پوشش‌های زایشی خود ادامه می‌دهند. این فرآیند، روند شکل‌گیری یک ستاره رشته اصلی را مانند خورشید ما تعریف می‌کند که این ماجراها را حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش پشت سر گذاشته است.

با وجود این، وضعیت پیچیده‌تر از آن چیزی است که در ابتدا به نظر می‌رسد زیرا این تکه‌های بیش از حد متراکم، اندازه یا جرم مشابهی ندارند و همه آنها هم‌زمان فرونمی‌ریزند. پیترز گفت: فرآیند تشکیل ستاره نامنظم است زیرا نواحی ستاره‌زا حاوی ستاره‌هایی با جرم‌های متفاوت در مراحل گوناگون رشد هستند که هنوز در ابر مادرزادی خود قرار دارند و در اثر بسیاری از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی گوناگون بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند.

یکی از مهم‌ترین جنبه‌های درک گاز و غبار بین ستاره‌ها یا محیط میان‌ستاره‌ای که ستاره‌های دیگر از آن به وجود می‌آیند، «فیزیک نواحی تفکیک عکس»(PDRs) است. شیمی و فیزیک نواحی تفکیک عکس، براساس نحوه تعامل پرتوهای فرابنفش ستاره‌های جوان داغ با گاز و غبار تعیین می‌شود.

این بمباران تشعشع در سحابی شکارچی، ساختارهایی مانند تیر شکارچی را ایجاد می‌کند که که توسط برخی از ستاره‌های پرجرم تغذیه‌کننده سحابی پدید آمده است.

«امیل هابارت»(Emile Habart) پژوهشگر «دانشگاه پاریس ساکلی»(University of Paris-Saclay) و از اعضای پروژه PDRs4All گفت: همان جزئیات ساختاری که جذابیت زیبایی را به این تصاویر می‌بخشند، ساختار پیچیده‌تری را نسبت به آنچه ما در ابتدا تصور می‌کردیم، نشان می‌دهند. گاز و غبار پیش‌زمینه و پس‌زمینه، تحلیل را کمی سخت‌تر می‌کند. کیفیت تصاویر به حدی است که می‌توانیم این نواحی را به خوبی از هم تفکیک کنیم و نشان دهیم همانطور که نظریه‌ها پیش‌بینی می‌کنند، لبه تیر شکارچی بسیار شیب‌دار است.

جیمز وب به پژوهشگران امکان داد تا نه تنها ساختار تیر شکارچی را مانند قبل ببینند، بلکه به کمک طیف نوری آن تعیین کنند که چگونه ترکیب شیمیایی در سراسر این ساختار متفاوت است. این کار امکان‌پذیر است زیرا عناصر شیمیایی، نور را در طول موج‌های مشخص جذب و ساطع می‌کنند و اثر انگشت خود را روی طیف نور در حال عبور از گاز و غبار باقی بگذارند.

این کار به آشکار شدن ساختار شیمیایی مسیه ۴۲ در مقیاس وسیع کمک کرد و به گروه PDRs4All امکان داد تا ببینند دما، چگالی و قدرت میدان تشعشع چگونه در سحابی شکارچی تغییر می‌کند.

کشف بیش از ۶۰۰ اثر انگشت شیمیایی در طیف سحابی شکارچی طی این پروژه می‌تواند مدل‌های PDRs را بسیار بهبود ببخشد. پیترز گفت: مجموعه داده‌های طیف‌سنجی در مقایسه با عکس‌ها، ناحیه بسیار کوچک‌تری را از آسمان پوشش می‌دهد اما حاوی اطلاعات بسیار بیشتری است. یک عکس ارزش هزار واژه را دارد اما ما ستاره‌شناسان فقط به شوخی می‌گوییم که یک طیف ارزش هزار عکس را دارد.

تغییرات شدید

گروه PDRs4All یک مشکل بلندمدت را نیز با مشاهدات پیشین سحابی شکارچی داشتند. مشکل، بروز تغییر شدید در انتشار گرد و غبار در ساختار تیر شکارچی بود که منشا آن توضیح داده نشد. این پژوهش نشان داد که بروز تغییر در انتشار، نتیجه یک فرآیند مخرب در تیر شکارچی در اثر تابش ستاره‌های جوان پرجرم است.

«مریم الیاجوری»(Meriem El Yajouri) پژوهشگر مقطع فوق دکتری «موسسه اخترفیزیک فضایی»(IAS) و از پژوهشگران این پروژه گفت: داده‌های فراطیفی جیمز وب حاوی اطلاعات بسیار بیشتری نسبت به مشاهدات پیشین است که به وضوح نشان‌دهنده تضعیف تابش توسط غبار و تخریب کارآمد کوچک‌ترین ذرات غبار عامل اصلی این تغییرات هستند.

گروه PDRs4All توانستند جزئیات مربوط به انتشارات سحابی شکارچی را نیز کشف کنند که از مولکول‌های بزرگ حاوی کربن موسوم به «هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای»(PAHs) ناشی می‌شوند. این مولکول‌ها یکی از بزرگ‌ترین مخازن مواد مبتنی بر کربن در کیهان هستند که تصور می‌شود ۲۰ درصد از کربن موجود در کیهان را تشکیل می‌دهند.

از آنجا که تنها حیات موجود در کیهان مبتنی بر کربن است، مطالعه کردن PAHs ارتباط بسیاری را با درک ما درباره وجود حیات در سیارات اطراف ستاره‌های جوان دارند.

استفاده از یادگیری ماشینی برای بررسی PAHs نشان داد که حتی وقتی نور فرابنفش این مولکول‌ها را تجزیه نمی‌کند، باز هم می‌تواند به تغییر ساختار آنها منجر شود.

این پژوهش در مجله «Astronomy & Astrophysics» به چاپ رسید.

انتهای پیام