ستاره‌ها چگونه متولد می‌شوند؟
This spectacular image of the Orion Nebula star-formation region was obtained from multiple exposures using the HAWK-I infrared camera on ESO’s Very Large Telescope in Chile. This is the deepest view ever of this region and reveals more very faint planetary-mass objects than expected.
یکی از بهترین مکان‌ها برای آزمایش مربوط به محل تولد ستاره‌ای در جبار است.
مجموعه ابر مولکولی شکارچی یکی از فعال‌ترین مناطق ستاره‌ساز در کهکشان راه شیری است که صدها پیش ستاره و هزاران ستاره پیش از دنباله اصلی را در خود جای داده است.
ESO / H. Drass et al.
بسیاری از ستارگان بالغ، همراهان ستاره‌ای دارند که زندگی خود را در خوشه‌های نزدیک به هم می‌گذرانند یا به صورت جفت دوتایی در فضا تاب می‌خورند. این نشان می‌دهد که بیشتر ستارگان در گروه‌های کوچک تشکیل می‌شوند، اما مطالعه شروع شکل‌گیری ستاره‌ها برای مدت طولانی دشوار بوده است. اکنون، اخترشناسان آرایه‌هایی از تلسکوپ‌های رادیویی حساس را به سمت یکی از فعال‌ترین مناطق ستاره‌زایی در کهکشان راه شیری برگردانده‌اند تا شکل‌گیری ستاره‌ها را در مراحل اولیه آن بررسی کنند.
تشکیل ستاره در حیاط خلوت ما
وقتی نوبت به مطالعه ستارگان جوان می‌رسد، جایی بهتر از مجموعه ابر مولکولی شکارچی وجود ندارد: شبکه‌ای از مناطق ستاره‌زایی فعال که در فاصله کمی بیش از هزار سال نوری از ما قرار دارند. ابرهای مولکولی شکارچی حاوی صدها پیش ستاره است که هنوز گاز را از سحابی‌های نوپای خود می‌کشند و آن را به عرصه‌ای عالی برای مطالعه شکل‌گیری ستاره تبدیل می‌کند.
تصویر نور مرئی از صورت فلکی و سحابی شکارچی – واقع در زیر سه ستاره “کمربند” – که بخشی از مجموعه ابر مولکولی شکارچی است. ویکی‌پدیا
دو نظریه اصلی در مورد چگونگی شکل‌گیری ستاره‌ها، تکه تکه شدن دیسک و تکه تکه شدن سرکش است. تئوری تکه تکه شدن دیسک نشان می‌دهد که یک قرص در حال چرخش از مواد ستاره‌ساز می‌تواند به چندین ستاره تبدیل شود. تئوری تکه تکه شدن سرکش فرض می‌کند که نوسانات کوچک در داخل یک توده متراکم گاز می‌تواند به بیرون موج بزند و یک ابر گازی را وادار به فروپاشی کند. کلید تمایز بین این فرضیه‌ها مقیاس‌های طول آنها است. تصور می‌شود که تکه تکه شدن دیسک باعث ایجاد ستارگانی می‌شود که تقریباً 100 au از هم جدا شده‌اند، در حالی که تکه تکه شدن سرکش احتمالاً به طور گسترده‌تری این کار را انجام می‌دهد.
اولین نگاه به ستاره‌های جدید
مطالعه شکل‌گیری ستاره‌ها در مقیاس‌های فضایی کوچک چالش برانگیز است، زیرا نور با طول موج کوتاه ساطع شده از ستارگان جوان به شدت توسط گاز و غبار پنهان می‌شود و رصدهای با طول موج بلند ذاتاً وضوح کمتری دارند. خوشبختانه، ظهور آرایه‌های تلسکوپ رادیویی وضوح قابل‌دستیابی تصاویر رادیویی را افزایش داده و به ستاره‌شناسان این امکان را می‌دهد تا مقیاس‌های کوچک‌تری را نسبت به قبل بررسی کنند. تیمی به رهبری جان توبین (رصدخانه ملی رادیو نجوم) از آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) و آرایه بسیار بزرگ (VLA) برای بررسی هم‌نشینی ستاره‌ها در ابرهای مولکولی شکارچی در مراحل اولیه شکل‌گیری ستاره برای کشف معنای این یافته‌ها و چگونگی شکل‌گیری ستاره‌ها استفاده کرده‌اند.
منظومه جوان پیش‌ستاره‌ها نمونه‌ای از مشاهدات ALMA (چپ) و VLA (راست) یک منظومه پیش ستاره‌ای جوان.
اقتباس از توبین و همکاران. / مجله اخترفیزیک 2022
توبین و همکارانش 328 پیش ستاره در ابرهای مولکولی شکارچی ، از جمله 94 پیش ستاره در ابتدایی ترین مرحله تکامل پیش ستاره را بررسی کردند. این تیم از یک الگوریتم تکراری برای جستجوی پیش‌ستارگان با همراهان در محدوده 20 تا 10000 au استفاده کرد. (برای مقایسه، اگر خورشید همدمی در 10000 au داشت، در ابر اورت منظومه شمسی ما قرار می‌گرفت.) نویسندگان دریافتند که تقریباً 30 درصد از تمام منظومه‌های بررسی شده حاوی چندین ستاره هستند و سیستم‌های دوتایی رایجتر از سه تایی یا چهارتایی هستند.
سناریوهای ایجاد رقابت
توزیع جدایی برای سیستم‌های چند ستاره‌ای حاوی جوان‌ترین پیش‌ستاره‌ها (کلاس 0). منحنی تقریباً توزیع ستاره‌های خورشید مانند را نشان می‌دهد. اقتباس از توبین و همکاران. / مجله اخترفیزیک 2022
نویسندگان خاطرنشان کردند که توزیع جداسازی همراه برای جوان‌ترین پیش‌ستارگان دو قله – یکی در حدود 100 au و دیگری حدود 3000 au دارد. این امر نشان می دهد که مکانیسم های تشکیل چندگانه در این سیستم‌ها در حال فعالیت هستند. ستارگانی که در جدایی‌های بزرگ (بیش از 500 au) از طریق تکه تکه شدن سرکش تشکیل می‌شوند، می‌توانند در طول زمان به داخل مهاجرت کنند، اما مقایسه با شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که تعداد همراهان پیش‌ستاره‌ای نزدیک بیشتر از آن چیزی است که می‌توان با این مهاجرت به حساب آورد.
تیم به این نتیجه رسید که بیش از نیمی از همه همراهان در 500 au احتمالاً از طریق تکه تکه شدن دیسک تشکیل شده‌اند، در حالی که آنهایی که در جدایی‌های بزرگ‌تر هستند احتمالاً فقط به دلیل تکه تکه شدن سرکش تشکیل شده‌اند. امیدواریم، مطالعات آینده این مجموعه داده‌های غنی از پیش ستاره، بینشهای بیشتری را در مورد تشکیل ستاره نشان دهد!
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
PROTOSTAR COMPANIONS IN ORION
BY: AAS NOVA FEBRUARY 21, 2022
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/seeking-protostellar-companions-in-orion/