تلسکوپ فضایی جیمز وب سرنخهای تولد ستاره را در ظهر کیهانی برای 33000 ستاره جوان کشف کرد!!

ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب،  به درک چگونگی شکل‌گیری ستاره‌های اولیه در ظهر کیهانی، بیش از 10 بیلیون سال پیش، نزدیک شده‌اند.

NGC 346 که در این تصویر از دوربین مادون قرمز نزدیک تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (NIRCam) نشان داده شده است، یک خوشه ستاره‌ای پویا است که در یک سحابی در فاصله 200000 سال نوری از ما قرار دارد. (اعتبار تصویر: SCIENCE: NASA، ESA، CSA، Olivia C. Jones (UK ATC)، Guido De Marchi (ESTEC)، Margaret Meixner (USRA) پردازش تصویر: Alyssa Pagan (STScI)، Nolan Habel (USRA)، Laura Lenkić (USRA)، Laurie E. U. Chu (NASA Ames))

تصویر جدیدی که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST یا Webb) تهیه شده است، چگونگی شکل‌گیری ستارگان اولیه را در طی “ظهر کیهانی” بیش از 10 بیلیون سال پیش روشن می‌کند.

در فاصله 200000 سال نوری از زمین، ابر ماژلانی کوچک، کهکشان اقماری و یکی از نزدیکترین همسایگان راه شیری، به دلیل نداشتن فلزات سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم قابل توجه است.

سطوح این فلزات در کهکشان منعکس کننده یک محیط منحصر به فرد در نزدیکی است تا بررسی کنیم کهکشان‌ها در طول تاریخ اولیه کیهان چگونه بوده‌اند، زمانی که تنها دو تا سه بیلیون سال سن داشت و تشکیل ستاره در اوج خود بود. اگرچه ماموریت‌های تلسکوپ مختلف در گذشته ابر ماژلانی کوچک را مورد مطالعه قرار داده‌اند، هنوز چیزهای زیادی برای درک باقی مانده است.

اکنون، به لطف تصویربرداری با وضوح بالای وب، اخترشناسان بیش از 33000 ستاره جوان را کشف کرده‌اند که در سحابی NGC 346، درخشان‌ترین و بزرگ‌ترین منطقه ستاره‌زایی کهکشان جاسازی شده‌اند.

مارگارت میکسنر، ستاره‌شناس انجمن تحقیقات فضایی دانشگاه ها و یکی از نویسندگان این مطالعه، نتایج اولیه تصویربرداری NGC 346 را با استفاده از وب در روز چهارشنبه (11 ژانویه) در بیست و چهل و یکمین کنفرانس انجمن نجوم آمریکا در سیاتل به اشتراک گذاشت.

این تصویر از خوشه ستاره ای NGC 346 که توسط دوربین مادون قرمز نزدیک وب (NIRCam) گرفته شده است. (اعتبار تصویر: SCIENCE: NASA، ESA، CSA، Olivia C. Jones (UK ATC)، Guido De Marchi (ESTEC)، Margaret Meixner (USRA) پردازش تصویر: Alyssa Pagan (STScI)، Nolan Habel (USRA)، Laura Lenkić (USRA)، Laurie E. U. Chu (NASA Ames))

گرد و غبار کیهانی هنگام ایجاد ستارگان و سیارات تشکیل می‌شود و پس از پایان روند شکل‌گیری آنها در فضای بین آنها – محیط بین ستاره‌ای – معلق می‌ماند. گرد و غبار از فلزات سنگین مشابه ستاره‌ها و سیارات ساخته شده است. تاکنون، اخترشناسان فکر می‌کردند که چنین عناصر سنگینی مانند کربن، اکسیژن و آهن – که همگی در غلظت های کم در ابر ماژلانی کوچک هستند – برای تشکیل غباری که سیارات زمینی در نهایت از آن تشکیل می شوند، لازم است.

بنابراین وقتی ستاره‌شناسان از ابزار قدرتمند دوربین مادون قرمز نزدیک وب (NIRCam) برای مطالعه NGC 347 استفاده کردند، از کشف “نوارهای گاز و غبار” در محیط بین ستاره‌ای شگفت زده شدند. این یافته اثبات اولیه این است که NGC 347 علیرغم اینکه فلزات کمی دارد، غبارآلود است و بلوک‌های ساختمانی لازم برای تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای سنگی را دارد.

این تیم با استفاده از شش فیلترNIRCam  وب، بیش از 33000 منبع را پیدا کرد که آنها آن را “IR [مادون قرمز] اضافی) می‌نامند. در ستارگان با جرم کم، گرد و غبار موجود در دیسک‌های زباله اطراف، نور ستاره‌ها را جذب می‌کند و دوباره آن را در طول موج‌های فروسرخ ساطع می‌کند. بنابراین وقتی ستاره‌شناسان تشعشعات مادون قرمز را تشخیص می‌دهند، معمولاً به این معنی است که آنها غبار را شناسایی کرده‌اند.

میکسنر در کنفرانس مطبوعاتی به خبرنگاران گفت: «ما از دیدن غبار اطراف این چیزها بسیار هیجان‌زده بودیم.

ماموریت‌های تلسکوپ در گذشته NGC 346 را مورد مطالعه قرار داده‌اند، اما این اولین باری است که ستاره‌شناسان از این غبار تصویربرداری می‌کنند. به عنوان مثال، فضاپیمای اسپیتزر که اکنون بازنشسته شده است، 87 ستاره جوان پرجرم را در همان منطقه پیدا کرد، اما به اندازه کافی برای شناسایی ستاره‌های کوچکتر قدرتمند نبود. تلسکوپ فضایی هابل نیز هزاران ستاره پیش از توالی اصلی را مشاهده کرده بود که در سرتاسر سحابی پاشیده شده بودند و از رشته‌های گاز و غبار به یکدیگر متصل شده بودند. با این حال، بسیاری از این ستارگان کشف نشدند، زیرا هابل به غبار اطراف این ستارگان حساس نبود.

وب اکنون به اخترشناسان کمک می‌کند تا از ستارگان پوشیده شده در غبار پرده برداری کنند و با رسیدن به قدر 10 کمتر از قدری که اسپیتزر می‌توانست تشخیص دهد و دو قدر کم‌تر از قدری که هابل برای ستاره‌های پیش از دنباله اصلی قادر به انجام آن است، به جستجوی جوان‌ترین ستاره‌ها بپردازند. جستجوی مناطق ستاره‌زایی در طول موج‌های فروسرخ به اخترشناسان این امکان را می‌دهد تا ستاره‌های زیادی را کشف کنند که قابل مشاهده نیستند یا در طول موج‌های نوری به اشتباه شناسایی شده‌اند.

در ماه‌های آینده، اخترشناسان امیدوارند یاد بگیرند که چگونه فرآیند تشکیل ستاره در ابر کوچک ماژلانی مشابه یا متفاوت از آنچه می‌باشد که ما آموخته‌ایم. آنها همچنین قصد دارند به رصد پیش ستاره‌ها در منطقه ادامه دهند. اندازه و ترکیب این ستارگان با مکیدن غبار اطراف افزایش می‌یابد، بنابراین باید دید که چه مقدار از غباری که اکنون توسط وب مشاهده شده است از فرآیند تشکیل ستاره جان سالم به در می‌برد و در نهایت آیا آنچه باقی مانده برای تشکیل سیارات سنگی کافی است یا خیر.

در حال حاضر، وب تعداد زیادی از ستاره‌های جوان جدید را معرفی کرده است، و ستاره‌شناسان می‌گویند که آنها تازه شروع کرده‌اند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

James Webb Space Telescope uncovers starbirth clues at ‘cosmic noon’ for 33,000 young stars

By Sharmila Kuthunur

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-dusty-ribbons-young-stars-neighbor-galaxy