گروهی از ستاره‌شناسان ژاپنی برای اولین بار موفق شدند تصاویر واضحی را از فوران‌های یک ستاره جوان در حال شکل‌گیری در دورترین نقاط راه شیری ما به دست آورند. این دومین هسته داغ کشف‌شده در کهکشان بیرونی است و نشان می‌دهد که مهدهای ستاره‌ای غنی از مواد شیمیایی می‌توانند دور از مرکز کهکشان نیز شکوفا شوند. ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ قدرتمند «آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما»(ALMA) توانستند پیش‌ستاره جدید موسوم به «Sh 2-283-1a SMM1» را رصد کنند.

پیش‌ستاره‌ها، اجرامی با جرم زیاد در سحابی‌ها هستند که هنوز به تعادل آب‌ایستایی نرسیده‌اند و به تدریج با گذر زمان منقبض و کم‌نور می‌شوند و یک ستاره را تشکیل می‌دهند. پیش‌ستاره یک مرحله اولیه در به‌ وجود آمدن یک ستاره است که در آن توده‌هایی از گرد و غبار به حدی انباشته می‌شوند که به ستاره اصلی می‌رسند.

به نقل از آی‌ای، این ستاره جوان تقریباً ۲۶ هزار سال نوری از خورشید و ۵۱ هزار سال نوری از مرکز کهکشان ما فاصله دارد. دانشمندان تا همین اواخر، در ثبت جزئیات دقیق چنین ستارگان دوری مشکل داشتند، زیرا این ساختارها کوچک و کم‌نور هستند و به تلسکوپ‌های فوق‌العاده دقیقی نیاز دارند. سرانجام دقت بی‌نظیر تلسکوپ ALMA این کار را ممکن ساخت. «توکی ایکدا»(Toki Ikeda)، پژوهشگر ارشد این مطالعه و پژوهشگر «دانشگاه نیگاتا»(Niigata) گفت: این کشف یک فرصت منحصر به فرد را برای پیشبرد بنیادین درک ما از چگونگی تولد ستارگان در محیط‌های کیهانی متنوع فراهم می‌کند.

کشف فوران‌های یک ستاره دوردست

پژوهشگران، تلسکوپ ALMA را به سمت Sh 2-283-1a SMM1 نشانه رفتند. این ستاره جوان هنوز در ابر گازی و غباری زادگاه خود پیچیده شده است. آنچه آنها مشاهده کردند، فوران‌های باریک و پرسرعت گازی بود که در جهت‌های مخالف از ستاره به بیرون فوران می‌کردند و توسط جریان‌های خروجی وسیع‌تر و کندتر احاطه شده بودند. آنها برای نقشه‌برداری از این حرکت‌ها، مسیر گازهای در حال حرکت به سمت زمین(خطوط آبی) و دور از زمین(خطوط قرمز) را دنبال کردند. نگاهی دقیق‌تر به سرعت این گاز نشان داد که فوران‌ها به طور پیوسته جریان ندارند. در عوض، آنها فوران‌های متناوب مواد هستند که هر ۹۰۰ تا ۴ هزار سال یک بار رخ می‌دهند.

ستاره‌شناسان ژاپنی یک پیش‌ستاره جدید را رصد کردند

این ریتم توقف و شروع، نقش کلیدی در نحوه رشد ستارگان ایفا می‌کند و به ستاره اجازه می‌دهد تا از مواد قرص اطراف خود تغذیه کند. این امر در حالی است که جرم و چرخش اضافی را از دست می‌دهد. فوران‌های متناوب در مناطق نزدیک ستاره‌ساز مشاهده شده بود، اما این اولین بار است که آنها در ستاره‌ای با فاصله بیش از ۵۱ هزار سال نوری از مرکز کهکشان مشاهده می‌شوند. ترکیب شیمیایی این سامانه نیز داستان دیگری را روایت می‌کند. این گروه پژوهشی با اندازه‌گیری «کربن مونوکسید»(CO) و «سیلیسیوم مونوکسید» (SiO) دریافتند که نسبت سیلیسیوم مونوکسید به کربن مونوکسید، کمتر از ستارگان مشابه در کهکشان داخلی است.

پژوهشگران توضیح دادند: این موضوع نشان می‌دهد خواص گرد و غبار در کهکشان بیرونی که عناصر سنگین کمیاب هستند، متفاوت است. این یافته تأیید می‌کند که فیزیک شکل‌گیری ستاره جهانی است؛ در حالی که شیمی آن بسته به شرایط مکانی تفاوت دارد.

این پیش‌ستاره‌ دارای درخشندگی حدود ۶ هزار و ۷۰۰ برابر خورشید است که ویژگی یک ستاره با جرم متوسط تا زیاد است. این تیم نشانه‌هایی از یک هسته داغ را که ناحیه‌ای گرم و غنی از مواد شیمیایی در نزدیکی ستاره است، پیدا کرد. چنین هسته‌های داغی در کهکشان بیرونی نادر هستند. این تنها دومین کشف از این نوع است که Sh 2-283-1a SMM1 را به هدفی بسیار ارزشمند تبدیل می‌کند. 

نکته شگفت‌انگیزتر این است که ALMA نشانه‌هایی از مولکول‌های آلی پیچیده را در این منظومه شناسایی کرد و پنجره‌ای را به روی شیمی‌ جدید باز کرد که ممکن است در نهایت بذر سیارات جدید را بکارد. این تلسکوپ همچنین جریان‌های مولکولی را در چهار پیش‌ستاره دیگر شناسایی کرد و تأیید کرد که شکل‌گیری ستاره حتی در این مناطق دورافتاده و از نظر شیمیایی اولیه نیز گسترده است.

فیزیک یکسان و شیمی متفاوت

این کشف ثابت می‌کند که طرح کلی شکل‌گیری ستاره در سراسر کهکشان یکسان است و مهم نیست که محیط چقدر از نظر عناصر سنگین غنی باشد. ایکدا گفت: ما با تفکیک فوران‌ها و جریان‌های خروجی در یک پیش‌ستاره در آن سوی کهکشان می‌توانیم ببینیم همان فیزیکی که ستارگان نزدیک خورشید را شکل می‌دهد، در محیط‌های کم‌فلز نیز عمل می‌کند. در عین حال، تفاوت‌ در مواد شیمیایی نشان می‌دهد که شرایط مکانی، مواد اولیه موجود برای ستارگان و سیارات را شکل می‌دهد.

این بدان معناست که مطالعه ستارگان کهکشان بیرونی تنها به ما درباره راه شیری‌ خودمان نمی‌آموزد؛ بلکه سرنخ‌هایی را درباره چگونگی شکل‌گیری اولین نسل‌های ستارگان در جهان به ما می‌دهد. این مطالعه همچنین قدرت تلسکوپ ALMA را در نجوم برجسته می‌کند. فوران‌ها و جریان‌های خروجی تفکیک‌شده تا همین اواخر، تنها در ستارگانی با فاصله چند هزار سال نوری دیده شده بودند. گسترش این فاصله به ۵۱ هزار سال نوری، امکانات جدیدی را فراهم می‌کند.

این گروه پژوهشی قصد دارند پیش‌ستارگان بیشتری را در کهکشان بیرونی مورد بررسی قرار دهند.

این پژوهش در The Astrophysical Journal منتشر شده است.

نویسنده: شیوا تیموری