همه ابرهای ستاره‌ساز یکسان نیستند!!

ستاره‌شناسان اولین نقشه‌های با وضوح بالا از ابرهای گازی بزرگ و متراکم را تهیه کرده‌اند که ستاره‌های درون کهکشانها را تشکیل می‌دهند.

ستاره‌شناسان از سراسر جهان برای ایجاد اولین نقشه‌های با وضوح بالا از ابرهای گازی بزرگ و متراکم همکاری کرده‌اند که ستارگان درون کهکشانها را تشکیل می‌دهند. نتایج حاصل از بررسی 90 کهکشان مجاور نشان می‌دهد که درک ما از تشکیل ستاره ناقص است.

ستاره‌شناسان در حال کار با وضوح زاویه‌ای بالا در کهکشانهای نزدیک (PHANGS) هستند. PHANGS از چندین ابزار از جمله آرایه بزرگ آتاکاما ((ALMA در شیلی برای مشاهده کهکشان‌های ستاره‌ساز از هر شکل و اندازه در جهان نزدیک استفاده کردند. آنها از این داده‌ها که طی 5 سال به طول انجامیده است، برای مطالعه خواص 40000 ابر مولکولی با سطح پوشش و وضوح بی‌سابقه استفاده کردند.

ابرهای مولکولی مناطقی از گاز متراکم و غبار هستند که به عنوان محل تولد ستاره‌ها عمل می‌کنند. این مناطق که اغلب به عنوان مهدکودکهای ستاره‌ای شناخته می‌شوند، می‌توانند در طول زندگی میلیون ساله خود تا دهها هزار ستاره تشکیل دهند. پیش از این، ستاره‌شناسان تصور می‌کردند که همه ابرهای مولکولی اساساً یکسان هستند، اما این مطالعه جدید نشان می‌دهد که ویژگیهای این ابرها می‌تواند با توجه به موقعیت آنها در کهکشان میزبان متفاوت باشد.

آنی هیوز (انستیتوی تحقیقات اخترفیزیک و سیاره‌شناسی، فرانسه) طی یک کنفرانس مطبوعاتی در تاریخ 8 ژوئن در جلسه تابستان مجازی انجمن نجوم آمریکا:

“این مهم است زیرا اگر ابرهای مولکولی به طور سیستماتیک تغییر می‌کنند، بنابراین فعالیت تشکیل ستاره آنها نیز به مکان زندگی آنها بستگی دارد“.

نقشه‌های ALMA ساختار چندین کهکشان در CO را نشان می‌دهد که به صورت لکه‌های نارنجی درخشان نشان داده شده است. تصاویر ALMA از 20 مورد از 90 کهکشان نزدیک که توسط PHANGS مشاهده شده است.

اعتبار: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS ، S. Dagnello (NRAO)

مونوکسید کربن در ابرهای مولکولی

شاخه PHANGS-ALMA پروژه با استفاده از انتشار مولکولهای مونوکسیدکربن (CO) نقشه‌های کهکشانی را تهیه می‌کند. همکار وی آدام لروی (دانشگاه ایالتی اوهایو) طی سخنرانی خود در 7 ژوئن در همان جلسه گفت: “این روش اصلی ما برای ردیابی گاز مولکولی متراکم سرد است که تا آنجا که ما درک می‌کنیم، همه ستارگان جهان محلی را تشکیل می‌دهد.”

وضوح مکانی ALMA امکان مشاهده ساختارهایی در مقیاس حدود 300 سال نوری را فراهم می‌کند که اتفاقاً اندازه تقریبی یک ابر تکی است. چنین داده‌هایی پیشرفت قابل توجهی در مشاهدات گذشته دارند، زیرا قبلاً تعداد کمی از کهکشانهای خارجی با جمعیت ابرهای خوب مطالعه شده وجود داشتند.

داده‌های CO نشان می‌دهد که جرم، چگالی و تلاطم یک ابر معین به محیط محلی آن بستگی دارد. ابرهایی که به سمت مرکز یک کهکشان پیدا می‌شوند متلاطمتر و متراکمتر از همتایان خود هستند که در حومه بازوهای کهکشانی زندگی می‌کنند. هیوز گفت: “به نظر می‌رسد این تغییرات با تغییر در فعالیت تشکیل ستاره و در تکامل آن ابرها مرتبط هستند که به شدت نشان می‌دهد که تشکیل ستاره در همه جا به همان شکل در میان کهکشانها اتفاق نمی‌افتد.”

پیامدهای ستاره‌ای

علل ایجاد این تنوع به عوامل بزرگ و کوچک بستگی دارد. عضو این همکاری، شارون میدت (دانشگاه گنت، بلژیک) در 9 ژوئن گفت، ترکیب داده‌های CO با مشاهدات ستاره‌های قدیمی نشان می‌دهد که گاز درون ابر در پاسخ به ساختار ستاره‌ای کهکشان به هم می‌ریزد. این همبستگی تعجب‌آور است، او توضیح داد:  در مقیاس یک ابر منفرد، ستاره‌شناسان انتظار داشتند فقط آنچه در داخل گاز جریان دارد، مهم باشد.

مطالعات نشان داده است که ابرهای مولکولی در تشکیل ستارگان ناکارآمد هستند و فقط 1٪ از جرم گاز آنها را به یک محصول نهایی ستاره تبدیل می‌کنند. نظریه‌های فعلی معتقدند که تلاطم درون ابر باید بر تولد ستاره تأثیر بگذارد، به طوری که ابرهای پرتراکم با کارآیی بیشتری ستاره‌ها را ایجاد می‌کنند. عضو تیم دایز اوتومو (رصدخانه نجوم رادیوی ملی، شارلوتسویل) در سخنرانی خود در 9 ژوئن، اظهار داشت که نتایج PHANGS برعکس این واقعیت را نشان می‌دهد. برخی از عوامل مخفی دیگر  مانند مقدار گاز متراکم درون ابر، باید در این بازی نقش داشته باشند.

کهکشان NGC4254 با رنگهای سفید، زرد و نارنجی نشان داده شده است NGC 4254 در اینجا ترکیبی از تصاویر هابل و ALMA (با رنگ نارنجی / قرمز ) نشانن داده شده است. این کهکشان یکی از 90 مورد مشاهده شده توسط PHANGS-ALMA است.

اعتبار: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS ، S. Dagnello (NRAO)

در مورد آینده، تیم PHANGS مایل است مولکولهای دیگری را بررسی کنند که ردپای گرههای متراکم ابرهای مولکولی را از منشا ستاره‌ای دارند. در حال حاضر PHANGS در حال کار است که از تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی برای بررسی زیر مجموعه این 90 کهکشان استفاده کند. چنین مشاهداتی به تیم PHANGS کمک می‌کند تا سرعت و کارآیی ستاره‌ها در محیطهای مختلف را محدود کنند.

داده‌های PHANGS به صورت عمومی در دسترس است و همراه با بیش از 30 مقاله که در دست تهیه است، لروی پیش‌بینی می‌کند تعداد بیشتری مقاله در این مورد از جامعه علمی به طور کامل ارائه شود.

 ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

NOT ALL STAR-FORMING CLOUDS ARE THE SAME

BY: LAUREN SGRO JUNE 10, 2021

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/not-all-star-forming-clouds-are-the-same/