عکس «جیمز وب» از ستاره‌ای با یک مشعل کیهانی

باشگاه خبرنگاران جوان - تلسکوپ فضایی جیمز وب دو فوران را در حال برخورد به فضای میان‌ستاره‌ای اطراف ثبت کرد که ساختار سحابی‌مانندی به نام «شارپلس ۲۸۴-۲» (Sharpless ۲-۲۸۴) یا به اختصار «Sh۲-۲۸۴» تشکیل می‌دهند. 

به نقل از اسپیس، این فوران‌ها در مجموع هشت سال نوری امتداد دارند و با سرعت صد‌ها هزار مایل در ساعت حرکت می‌کنند. علاوه بر این، وجود آنها گواهی بر فرآیندی است که طی آن بزرگترین ستاره‌های جهان شکل می‌گیرند.

«جاناتان تان» (Jonathan Tan)، پژوهشگر «دانشگاه ویرجینیا» (University of Virginia) و «دانشگاه فناوری چالمرز» (Chalmers University of Technology) گفت: هنگامی که ما یک ستاره بزرگ را در حال پرتاب این فوران‌ها یافتیم، متوجه شدیم که می‌توانیم از مشاهدات جیمز وب برای آزمایش نظریه‌های تشکیل ستاره‌های بزرگ استفاده کنیم.

فوران‌های ستاره‌ای اغلب توسط ستاره‌های کم‌جرم‌تر هنگام شکل‌گیری ستاره‌ها پرتاب می‌شوند. این فوران‌ها از موادی - عمدتاً گاز هیدروژن - که روی ستاره در حال رشد می‌افتند، تغذیه می‌کنند. این مواد به صورت یک قرص کیهانی در اطراف پیش‌ستاره جوان جمع می‌شوند. مقداری از مواد موجود در قرص توسط ستاره جذب می‌شود و جرم آن را افزایش می‌دهد، اما اگر مواد زیادی در قرص جمع شوند، مقداری از مواد اضافی توسط میدان‌های مغناطیسی فشرده که مواد را به صورت دو فوران در امتداد محور ستاره جوان به بیرون می‌رانند، پرتاب می‌شوند.

ستاره‌های کم‌جرم به شیوه‌ای نسبتاً منظم شکل می‌گیرند، اما یک نظریه درباره شکل‌گیری ستاره‌های پرجرم‌تر - ستاره‌هایی که به ابرنواختر تبدیل می‌شوند - این است که برافزایش گاز در حال سقوط آنها بی‌نظم‌تر است. اگر چنین باشد، این امر به لرزش ستاره و قرص برافزایشی آن و حرکت، پیچش و پاشش فوران‌ها در ناحیه‌ای بزرگتر می‌انجامد.

با وجود این، عکس جیمز وب از Sh۲-۲۸۴ هیچ مدرکی را دال بر حرکت فوران‌ها نشان نمی‌دهد، زیرا آنها مستقیم و تقریباً ۱۸۰ درجه در خلاف جهت یکدیگر قرار دارند. این نشان می‌دهد که تشکیل ستاره به هیچ وجه بی‌نظم نبوده است.

مدل‌های تشکیل ستاره نشان می‌دهند که اندازه فوران‌ها با اندازه ستاره تولیدکننده آنها متناسب است.

تان گفت: این مدل‌ها حاکی از آن هستند که این ستاره حدود ۱۰ برابر خورشید جرم دارد، هنوز در حال رشد است و جریان خروجی را تقویت می‌کند.

این که فوران‌ها چقدر پرانرژی هستند، چقدر مستقیم هستند، چقدر به هم نزدیکند و سن آنها چقدر است، همگی می‌توانند به ستاره‌شناسان کمک کنند تا محیطی را که ستاره‌های تشکیل‌دهنده این فواره‌ها در آن شکل می‌گیرند و همچنین ویژگی‌های ذاتی چنین ستاره‌هایی را بهتر درک کنند.

«یو چنگ» (Yu Cheng)، پژوهشگر «رصدخانه ملی نجوم ژاپن» (NAOJ) و سرپرست مشاهدات جیمز وب در این پژوهش، گفت: ما پیش از مشاهده نمی‌دانستیم که یک ستاره بزرگ با این نوع ابرفوران وجود دارد. انتشار چنین جریان تماشایی هیدروژن مولکولی از یک ستاره بزرگ در سایر مناطق کهکشان ما نادر است.

چنگ موقعیت Sh۲-۲۸۴ را در کهکشان راه شیری مشخص کرد. این ستاره جوان در فاصله ۱۵ هزار سال نوری از زمین و در حاشیه قرص مارپیچی راه شیری قرار دارد که در آنجا فراوانی عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم کم است. دلیلش این است که چنین عناصری درون ستاره‌ها تشکیل می‌شوند و تشکیل ستاره در حومه کهکشان به اندازه کافی قوی نبوده است تا بسیاری از این عناصر را تولید کند. ستاره‌شناسان این عناصر را در مجموع فلزات می‌نامند؛ اگرچه همه آنها به معنای مرسوم فلز نیستند.

با وجود این، یافتن ستاره‌ای که در این محیط با میزان پایین فلز در حال شکل‌گیری باشد، برای ستاره‌شناسان یک شانس است، زیرا این شرایط به شرایط موجود در جهان اولیه شباهت دارد.

چنگ گفت: کشف ما، مکانیسم تشکیل ستاره‌های بزرگ در محیط‌های کم‌فلز را آشکار می‌کند. بنابراین، ما می‌توانیم از این ستاره بزرگ به عنوان آزمایشگاهی برای مطالعه آنچه در تاریخ کیهانی اولیه اتفاق افتاده است، استفاده کنیم.

ستاره در حال رشد به طور مستقیم قابل مشاهده نیست. ستاره‌های درخشان با پراش‌های نوک‌تیز در پیش‌زمینه به ما نزدیک‌تر هستند. با وجود این، جیمز وب قادر به تشخیص ساختار Sh۲-۲۸۴ با رشته‌ها، گره‌ها، کمان‌ها و زنجیره‌های خطی از موادی است که همگی در اثر تعامل فوران‌ها با محیط میان‌ستاره‌ای اطراف ایجاد شده‌اند.

با وجود این، هر چقدر هم که این فواره‌ها و سحابی‌های تولیدشده توسط آنها قوی باشند، گذرا هستند. در نهایت، ستاره از پیله خود بیرون خواهد آمد، کاملاً رشد خواهد کرد و احتمالاً ده‌ها برابر جرم خورشید ما را خواهد داشت. طول عمر ستاره به چند میلیون سال محدود خواهد شد. سپس، منفجر خواهد شد و یک سحابی کاملاً جدید را ایجاد خواهد کرد. میراث ستاره، غنی‌سازی فضا با فلزاتی خواهد بود که ساخته است و چرخه شکل‌گیری ستاره‌ها ادامه خواهد یافت.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal» به چاپ رسید.

منبع: ایسنا