اخترشناسان ساختار جدید و عجیب «حباب مولکولی» را در فضا کشف کردند

نقشه سه رنگی از ساختار حباب. رنگ آبی مربوط به هیدروژن، قرمز به مونوکسید کربن و مشاهدات سبز 250 میکرومتری است. (دوان و همکاران، ApJ، 2023)

ساختار تازه کشف‌شده که در اعماق یک ابر غلیظ از گاز و غبار در فاصله بیش از 450 سال نوری از ما قرار دارد، نشانه‌ای از یک جفت ستاره کوچک است که در حال شکل‌گیری هستند.

گروهی از اخترشناسان حبابی را که قبلاً دیده نشده بود در مرکز یک مهدکودک ستارگان به نام بارنارد 18 در مجموعه ابر مولکولی ثور شناسایی کرده‌اند که احتمالاً از گاز اطراف حک شده است و دو ستاره در حال ظهور در آن شکل گرفته و رشد می‌کنند.

این دومین باری است که اخترشناسان چنین حبابی را با پرتاب مواد یا جریان خروجی مرتبط با یک ستاره در حال رشد شناسایی می‌کنند. ساختار تازه کشف شده می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا در مورد چگونگی تأثیر ستارگان بر محیط اطراف خود در حین رشد بیشتر بیاموزند.

تشکیل ستاره یک تجارت پیچیده و نامرتب است. با ابری متراکم و سرد از دانه‌های کوچک غبار و گازها از جمله هیدروژن شروع می‌شود. در نهایت، توده‌ای از این ابر در یک چرخش تحت نیروی جاذبه خود فرو می‌ریزد و مواد بیشتری را از غبار مواد اطراف خود می‌کشد. هنگامی که جرم کافی به دست آورد، فشار و گرمای حاصله، هیدروژنی را در هسته‌ای تولید می‌کند که ستاره‌ها را ایجاد می‌کند.

اما همانطور که یک بچه ستاره آن جرم را جمع می‌کند، به فضای اطراف خود ضربه می‌زند. همه مواد به ستاره راه پیدا نمی‌کنند. مقداری در امتداد خطوط میدان مغناطیسی پیش ستاره به سمت قطب ها شتاب می‌گیرد، جایی که به صورت جت‌های اخترفیزیکی به فضا پرتاب می‌شود. علاوه بر این، پیش ستاره‌ها بادهایی را ایجاد می‌کنند که حفره‌های بزرگی را در ابری ایجاد می‌کنند که از آن زاده شده است.

این جریان‌ها بازخورد نامیده می‌شوند و تصور می‌شود که نقش مهمی در قطع رشد پیش‌ستاره‌ای و همچنین تکامل محیط بین ستاره‌ای ایفا می‌کنند (گاز و غباری که در فضاهای بین ستاره‌ها به اطراف می‌چرخد).

از آنجایی که ابرهای مولکولی بسیار متراکم هستند، دیدن آنچه که در داخل آنها در شکل‌گیری یک ستاره در حال رخ دادن است، کار آسانی نیست. طول‌موج‌های کوتاه‌تر نور به ابر نفوذ نمی‌کند، اما طول موج های بلندتر می‌توانند در این ابرها نفوذ کنند.

بارنارد 18 یک سحابی تاریک است که نه نور ساطع می‌کند و نه منعکس می‌کند. در مشاهدات نوری به عنوان یک لکه تاریک ظاهر می‌شود (تقریباً مانند یک فضای خالی در فضا). بنابراین، برای دیدن درون ابر، تیمی از ستاره‌شناسان به رهبری یان دوان و دی لی از رصدخانه‌های ملی نجوم آکادمی علوم چین (NAOC) در چین به طول‌موج‌های رادیویی روی آوردند.

آنها با استفاده از دو تلسکوپ رادیویی مختلف، سیگنال مونوکسید کربن را تجزیه و تحلیل کردند که می‌تواند برای ردیابی ساختارهای درون ابری از گاز استفاده شود و در کمین ابر مولکولی بارنارد 18، شواهدی از ساختار حبابی پیدا کردند.

یان دوان، اخترشناس NAOC، نویسنده اول مقاله تیم، می‌گوید: «از تجزیه و تحلیل ترکیبی با رصدخانه نجوم رادیویی پنج کالج (FCRAO) از ابر مولکولی ثور، ما یک جریان خروجی در مرکز حباب مولکولی پیدا کردیم.

بارنارد 18 خانه یک جرم عجیب است که قبلاً توسط ستاره‌شناسان شناسایی شده بود: یک شی هربیگ هارو به نام HH 319. این اجرام توسط جتهای پیش ستاره‌ای ایجاد شده‌اند که با سرعتی باورنکردنی از ستاره‌های مبدا خود دور می‌شوند و با ابر مولکولی برخورد می‌کنند و باعث می‌شوند که بدرخشند.

HH 319 در مرکز جریان خروجی شناسایی شده توسط لی و تیمش قرار دارد  که به آنها سرنخ‌هایی را در مورد منشا حباب می‌دهد. اما چندین مولد احتمالی وجود داشت: ستاره‌ها همیشه ثابت نمی‌مانند، هیچ ستاره‌ای در مرکز حباب دیده نمی‌شود و تعدادی از ستاره‌های جوان را می‌توان در این نزدیکی یافت.

بر اساس موقعیت خود، محققان منشا یک جفت دوتایی از ستاره‌های T  ثوری را دنبال کردند. این ستاره‌ها با سن کمتر از یک میلیون سال، نوعی از ستاره‌ها هستند که هنوز همجوشی هیدروژنی را آغاز نکرده‌اند و در حال جمع‌آوری جرم هستند. گروه دریافتند که این دوتایی به احتمال زیاد از مرکز حباب به موقعیت فعلی خود حرکت کرده است.

بر اساس محاسبات این تیم، فعالیت این دو ستاره در حدود 70000 سال پیش چیزی است که شروع به کندن حباب غول پیکر در بارنارد 18 کرد.

به گفته این تیم، این توانایی ستارگان تی ثوری را در ایجاد تأثیر شگرف بر محیط اطراف خود نشان می‌دهد. با این حال، مشاهدات آینده برای تایید یافته‌های آنها مورد نیاز خواهد بود.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Astronomers Detect a Strange New ‘Molecular Bubble’ Structure in Space

ByMICHELLE STARR 10 February 2023

https://www.sciencealert.com/astronomers-detect-a-strange-new-molecular-bubble-structure-in-space