عامل اصلی در شکلگیری سیاره‌ها، مکان آنها است!!
خوشه ستاره‌ای Westerlund 2 در منطقه ستاره‌ای موسوم به Gum 29، واقع در 20 هزار سال نوری زمین در صورت فلکی کارینا ساکن است.
اعتبار: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI) and the Westerlund 2 Science Team
ستاره‌شناسانی که از تلسکوپ فضایی هابل ناسا استفاده می‌کنند، در می‌یابند که سیارات زمان سختی را در منطقه مرکزی و پرتلاطم خوشه بزرگ و پرجمعیت ستاره‌ای Westerlund 2سپری می‌دهند. Westerlund 2 20 هزار سال نوری دورتر واقع شده است و یک آزمایشگاه بی‌نظیر برای مطالعه ستاره‌ای است. فرآیندهای تکاملی نسبتاً نزدیک، کاملاً جوان است و جمعیت زیادی از ستارگان را در خود جای داده است.
یک مطالعه سه ساله هابل در مورد ستاره‌های Westerlund 2 نشان داد که پیش‌سازهای دیسکهای سازنده سیاره‌ای این ستارگان در نزدیکی مرکز خوشه قرار دارند، به طرز مرموزی عاری از ابرهای بزرگ و متراکم از گرد و غبار هستند که در چند میلیون سال میتوانند تبدیل به سیاره شوند.
با این حال، مشاهدات نشان می‌دهد که ستاره‌های حاشیه خوشه دارای ابرهای غلیظ بسیار زیاد سیاره‌ای هستند که در دیسکهای خود جاسازی شده‌اند. محققان فکر می‌کنند منظومه شمسی ما هنگام تشکیل 4.6 میلیارد سال پیش از این دستورالعمل پیروی کرده است.
بنابراین چرا برخی از ستاره‌های Westerlund 2 در شکلگیری سیارات مشکل دارند و برخی دیگر اینطور نیستند؟ به نظر می‌رسد تشکیل سیاره به مکان بستگی دارد. بزرگترین و درخشان‌ترین ستاره‌های گروه خوشه‌ای در هسته با مشاهدات سایر مناطق ستاره‌ساز تأیید می‌شود. مرکز خوشه حداقل 30 ستاره بسیار عظیم دارد که برخی از آنها تا 80 برابر جرم خورشید وزن دارند. تشعشعات ماوراء بنفش و بادهای ستاره‌ای طوفان مانند ذرات باردار دیسکهای اطراف ستاره‌های با جرم پایین و ابرهای غبار غول‌پیکر را پراکنده می‌کند.
النا ساببی، از مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور و محقق اصلی تحقیق هابل توضیح داد: “اساساً اگر ستاره‌های عظیم دارید، انرژی آنها در حال تغییر در خواص دیسکها در اطراف ستارگان کم تراکم است.” “شما هنوز هم ممکن است دیسک داشته باشید، اما ستارگان ترکیب گرد و غبار موجود در دیسکها را تغییر می‌دهند، بنابراین ایجاد ساختارهای پایدار که در نهایت منجر به شکلگیری سیارات می‌شوند، سخت‌تر است. ما فکر می‌کنیم که گرد و غبار یا طی 1 میلیون سال از بین می‌رود، یا تغییر می‌کند. از نظر ترکیب و اندازه آنقدر چشمگیر است که سیارات ساختمان بلوک‌های ساختمانی را ندارند. “
طبق مشاهدات هابل، اولین بار است كه ستاره‌شناسان با مطالعه یك خوشه ستاره‌ای بسیار متراكم به مطالعه این امر می‌پردازند که كدام محیط‌ها از نظر ایجاد سیاره مطلوب هستند. با این حال دانشمندان هنوز در حال بحث و گفتگو درباره این هستند که آیا ستاره‌های حجیم در این مرکز شکل می‌گیرند یا اینکه به آنجا مهاجرت می‌کنند یا خیر. Westerlund 2 حتی اگر این سیستم نسبتاً جوان و 2 میلیون ساله است، در حال حاضر ستاره‌های عظیمی در هسته خود دارد.
محققان با استفاده از دوربین Wide Field 3 (Hubble’s Wide Field 3) ، دریافتند که از نزدیک به 5000 ستاره در Westerlund 2 با جرمهایی بین 0.1 تا 5 برابر جرم خورشید، 1500 عدد از آنها نوساناتی در نور خود را نشان می‌دهند؛ زیرا ستارهها موادی را از دیسکهای خود جدا می‌کنند. گردش مواد جمع شده در دیسک به طور موقت مقداری از نور ستاره را مسدود می‌کند و باعث نوسانات روشنایی می‌شود.
به لطف هابل، ستاره‌شناسان اکنون میتوانند ببینند كه ستارهها چگونه در محیط‌هایی مانند جهان اولیه كه در آن خوشه‌ها تحت سلطه ستارگان غول‌پیکر بودند، در حال جمع شدن هستند. تا کنون ، بهترین محیط ستاره‌ای در نزدیکی که دارای ستاره‌های عظیم است، منطقه‌ای در سحابی جبار است. با این حال، Westerlund 2 به دلیل جمعیت بیشتر ستاره‌ای ، هدف مهمتری است.
ساببی گفت: “مشاهدات هابل از وسترولاند 2 احساس بهتری را به ما می‌دهد که چگونه ستارهها با جرمهای مختلف با گذشت زمان تغییر می‌کنند و چگونگی وزش باد شدید و تابش ستارگان بسیار عظیم بر ستاره‌های با جرم پایین نزدیک و دیسکهای آنها تأثیر می‌گذارد.” “ما به عنوان مثال می‌بینیم که ستاره‌های با جرم پایین مانند خورشید ما که در نزدیکی ستاره‌های بسیار عظیمی که در خوشه قرار دارند هنوز دیسک دارند و هنوز هم میتوانند مواد را گسیل کنند. اما ساختار دیسکهای آنها (و بنابراین قابلیت شکل‌دهی سیاره آنها) به نظر می‌رسد بسیار متفاوت از دیسکهای اطراف ستارگانی است که در یک محیط آرام‌تر دورتر از هسته خوشه تشکیل می‌شوند. این اطلاعات برای ساخت مدل‌های شکلگیری سیاره و تکامل ستاره‌ای بسیار مهم است. “
این خوشه یک آزمایشگاه عالی برای مشاهدات بعدی با تلسکوپ فضایی آینده جیمز وب ناسا، یک رصدخانه مادون قرمز خواهد بود. هابل به ستاره‌شناسان کمک کرده است ستاره‌هایی را شناسایی کنند که ساختارهای سیاره‌ای احتمالی دارند. با استفاده از وب، محققان میتوانند بر روی موارد زیر مطالعه کنند: دیسکهای موجود در اطراف ستارگانی که هیچ ماده‌ای را جمع نمی‌کنند و دیسکهایی که هنوز هم در آنها سیارات ساخته می‌شوند. این اطلاعات در مورد 1500 ستاره به ستاره‌شناسان این امکان را می‌دهد تا مسیری را در مورد رشد و تکامل سیستم‌های ستاره‌ای ترسیم کنند. وب همچنین می‌تواند شیمی دیسکها را در مراحل مختلف تکاملی مطالعه کند و به تماشای تغییر آنها بپردازد و به اخترشناسان کمک کند تا تعیین کنند که محیط چه تأثیری در تکامل آنها دارد.
تلسکوپ فضایی نانسی گریس ناسا، یکی دیگر از رصدخانه‌های مادون قرمز برنامه‌ریزی شده، قادر خواهد بود مطالعات ساببی را در یک منطقه بسیار بزرگتر انجام دهد. Westerlund 2 فقط یک قطعه کوچک از یک منطقه عظیم ستاره‌ساز است. این مناطق وسیع حاوی خوشه‌های ستاره‌ای با سنین و تراکمهای مختلف است. اخترشناسان میتوانند از مشاهدات تلسکوپ فضایی نانسی استفاده کنند تا بتوانند آماری را در مورد اینکه چگونه ویژگی‌های ستاره، مانند جرم یا جریانهای آن، بر تکامل خود یا ماهیت ستارگانی تأثیر بگذارند که در این نزدیکی شکل می‌گیرند. این مشاهدات همچنین می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد نحوه شکلگیری سیارات در محیط‌های سخت ارائه دهد.
نتایج تیم ساببی در The Astrophysical Journal منتشر شد.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
In planet formation, it’s location, location, location
by Claire Andreoli, NASA’s Goddard Space Flight Center