سحابی شاه تخته سحابی کارینا

ستاره ها و غبارها در سحابی شاه تخته

خیره شدن چشمانِ فروسرخ ویستا به درون یکی از بزرگ‌ترین سحابی‌های راه شیری

سحابی شاه تخته سحابی کارینا

سحابی کارینا شاه تخته از دید تلسکوپ ویستا ـ امتیاز تصویر از: ESO.org

سحابی شاه تخته (کارینا) که یکی از بزرگ‌ترین و درخشان‌ترین سحابی‌های کهکشان راه شیری است؛ به زیبایی در این تصویر که توسط تلسکوپ ویستا (VISTA) متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا (واقع در رصدخانه پارانال در شیلی) است به تصویر کشیده شده است. ویستا به کمک مشاهداتِ دقیق فروسرخی خود از میان گازهای داغ و غبارهای تاریکی که این سحابی را پوشانده است، تعداد بی‌شمار ستاره را به دقت می‌نگرد؛ ستاره‌هایی تازه متولد شده و ستاره‌هایی مُردنی که به پایان عمر خود رسیده‌اند.

سحابی شاه تخته یکی از بزرگ‌ترین مناطق ستاره ساز

در حدود ۷۵۰۰ سال نوری دورتر از ما و در امتداد صورت فلکی شاه تخته (کارینا) سحابی‌ای گسترده شده است که جمعیت زیادی از ستارگانِ تازه متولد شده را در کنار ستارگان در حال مرگ گردِ هم جمع کرده است. این ویژگی‌های جذاب و دیدنی که در این عکس ویستا (VISTA) به وضوح مشخص است باعث شده تا سحابی کارینا به عنوان یک توده گاز و غبارِ بسیار پویا و در حال تحول در فضای میان ستاره‌ای مطرح شود.

ستاره‌های سنگینی که در قسمت‌های داخلی این ابر کیهانی قرار دارند، تابش‌های قدرتمندی گسیل می‌کنند که این تابش‌ها باعث برافروخته شدن گازهای اطراف می‌شوند. در مقابل، قسمت‌های دیگری از این سحابی شامل ستون‌هایی تاریک از گرد و غبارهایی است که ستارگان نوزاد را در خود پوشانده‌اند.

این تصویر زیبا، صحنه‌ای است از نبردی دائمی بین ستاره‌ها و گرد و غبارهای موجود در سحابی شاه تخته؛ که البته برنده این نبرد، ستارگان نوظهور و جدیدی هستند که به وفور در این ناحیه دیده می‌شوند. جالب این‌که همین ستاره‌های جدید با تابش‌های شدید و پرانرژی و بادهای ستاره‌ای قوی خود، گرد و غبارهای موجود در پرورشگاه خودشان را هم تبخیر و پراکنده می‌کنند.

گستره‌ای به وسعت ۳۰۰ سال نوری، سحابی کارینا را یکی از بزرگ‌ترین مناطق ستاره ساز در کهکشان خودمان کرده است، به نحوی که به راحتی می‌توان آن را با چشم غیرمسلح دید، البته در یک آسمان تاریک! متأسفانه این سحابی در ۶۰ درجه‌ای جنوبِ استوای سماوی قرار دارد و از دید ما که در نیمکره شمالی زمین ساکن هستیم، پنهان است. آن را فقط از نیمکره جنوبی می‌توان مشاهده کرد (خوش به حال شما اگر در سرزمین‌های جنوبی ساکن هستید!)

سحابی کارینا یا شاه تخته آموزش نجوم توسط محمد همایونی

نمای باز سحابی کارینا توسط تلسکوپ ویستا ـ امتیاز تصویر: ESO.org

برای مشاهده جزئیات خیره کننده و بسیار زیبای این سحابی از دید تلسکوپ ویستا، حتما عکسِ مذکور را در اندازه اصلی دانلود کنید. حجم آن حدود ۹۰ مگا بایت است و با کلیک بر دکمه زیر قابل دانلود است:

میزبانی عجیب‌ترین ستاره آسمان

در این سحابی جذاب، ستاره‌ای معروفی با نام اِتا کارینا (Eta Carinae) وجود دارد که جایگاه پرافتخارِ عجیب‌ترین سیستم ستاره‌ای را برای خود اختصاص داده است. این ستاره عظیم الجثه که شکل خارق العاده‌ای از ستاره‌های دوتایی است؛ پرانرژی‌ترین و متلاطم‌ترین سیستم ستاره‌ای در این منطقه است به نحوی که در دهه ۱۸۳۰ میلادی به دومین ستاره روشن آسمان هم تبدیل شد. البته از آن زمان به بعد روشنایی آن همراه با نوسانات نامنظمی کاهش چشمگیری داشته است. هرچند که اتای کارینا به پایان عمر خودش نزدیک می‌شود، اما همچنان یکی از سنگین‌ترین و درخشان‌ترین ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری شناخته می‌شود.

این ستاره عظیم الجثه و غیرطبیعی در این تصویرِ زیبا از سحابی شاه تخته (کارینا)، همچون توده پرنوری است که در بالادستِ ناحیه تاریک V شکل قرار دارد. این ناحیه تاریک، از ابرهای گرد و غباری تشکیل شده که از دیدِ ما به صورت حرف انگلیسیV دیده می‌شود. درست در سمت راست اتا کارینا، سحابی نسبتا کوچک کِی‌هول (Keyhole) قرار دارد. این سحابی کوچک که تشکیل شده از ابرهای فشرده و سرد مولکولی و گازی در داخل سحابی کارینا، میزبان چندین ستاره بسیار سنگین است که روشنایی آن‌ها به شدت در چند قرن اخیر تغییر کرده است.

مشاهده موقعیت سحابی کارینا در کهکشان راه شیری در ویدئوی زیر:

 

سحابی شاه تخته از دید ویستا

سحابی شاه تخته یا کارینا، در دهه ۱۷۵۰ میلادی توسط ستاره شناس فرانسوی نیکولاس لوئیس در آفریقای جنوبی کشف شده و از آن زمان تاکنون عکس‌های بی‌شماری از آن گرفته شده است. اما تلسکوپ ویستا (VISTA) ـ که تلسکوپ نقشه‌بردار فروسرخ و نور مرئی است ـ در این تصویر یک نما و جزئیات بی‌سابقه‌ای از این محدوده وسیع را ثبت کرده است. دیدِ مادون قرمز این تلسکوپ بهترین راه است برای آشکارسازی جمعیت ستارگانِ جوانی که در پس غبارهای پیچیده سحابی کارینا مخفی شده‌اند. در سال ۲۰۱۴م ویستا توانست نزدیک به ۵ میلیون چشمه جداگانه فروسرخ را در سحابی کارینا آشکار و ثبت کند؛ که این حکایت از حاصلخیزی این سرزمین پهناور در ستاره سازی دارد.

ویستا (VISTA) بزرگ‌ترین تلسکوپ مادون قرمز جهان است که مشغول نقشه‌برداری از آسمان نیمکره جنوبی است. آینه بزرگ آن میدان دید وسیعی را ایجاد می‌کند که به همراه آشکارسازهای بسیار دقیقش، اخترشناسان را قادر می‌سازد تا یک دید کاملا جدید و جامعی از آسمان نیمکره جنوبی به دست آورند.

 

تلسکوپ نقشه بردار فروسرخ و نور مرئی ویستا

تلسکوپ ویستا ـ امتیاز تصویر از: ESO.org

 

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

منبع: رصدخانه جنوبی اروپا ESO.org

 

سحابی رتیل - آموزش نجوم توسط محمد همایونی

سحابی رتیل درخشان ترین سحابی

سحابی رتیل درخشان‌ترین و فعال‌ترین سحابی

سحابی رتیل با همسایگانش

سحابی رتیل یکی از تماشایی‌ترین اجرامی است که از فاصله ۱۶۰٫۰۰۰ سال نوری همچون گوهر درخشانی در ابر ماژلانی بزرگ خودنمایی می‌کند. ابر ماژلانی بزرگ یکی از کهکشان‌های کوچکی است که به دور راه شیری در گردش است و در آسمان نیمکره جنوبی زمین مشاهده می‌شود.

تلسکوپ نقشه بردار VLT در رصدخانه جنوبی اروپا واقع در پارانال شیلی، این عکس را با این جزئیات گرانبهایش از این منطقه سرشار از اجرام ارزشمند تهیه کرده است. در این تصویر، چشم اندازی کیهانی را می‌بینیم که شامل خوشه‌های ستاره‌ای، ابرهای درخشانِ گازی و باقی‌مانده‌های پراکنده‌ای از انفجارهای اَبَرنواختری است. این تابلوی زیبا، دقیق‌ترین تصویری است که تاکنون از این ناحیه آسمان گرفته شده است.

اخترشناسان با به کارگیری توانایی و قابلیت‌های تلسکوپ نقشه بردار VLT که به اختصار VST نامیده می‌شود، توانسته‌اند چنین تصویر جدید و دقیقی را از سحابی رتیل و سحابی‌ها و خوشه‌های اطراف آن تهیه کنند. سحابی رتیل که به نام ۳۰-ماهی طلایی هم شناخته می‌شود، فعال‌ترین ناحیه ستاره ساز در کل کهکشان‌های گروه محلی می‌باشد.

سحابی رتیل که در بالای این تصویر می‌درخشد و پهنه‌ای بیش از ۱۰۰۰ سال نوری را در برگرفته است؛ در صورت فلکی ماهی طلایی در نیمکره جنوبی آسمان قرار دارد. این سحابی خیره کننده قسمتی از ابر ماژلانی بزرگ است که کهکشانی کوتوله با ۱۴٫۰۰۰ سال نوری پهناست. ابر ماژلانی بزرگ یکی از نزدیک‌ترین کهکشان‌ها به راه شیری است وآن را می‌توان به راحتی با چشم در صورت فلکی ماهی طلایی دید. (البته نه از ایران!)

همسایه‌های سحابی رتیل

در هسته مرکزی سحابی رتیل، خوشه ستاره‌ای جوان و عظیم NGC 2070 قرار دارد که ناحیه‌ایست ستاره ساز و در مرکز خود گروهی از ستارگان به نام R136 را دارد. این گروه R136 شامل تعداد زیادی از سنگین‌ترین و درخشان‌ترین ستاره‌های شناخته شده است؛ در واقع سنگین‌ترین و درخشان‌ترین ستاره‌های شناخته شده تاکنون در این قسمت قرار دارند. در سال ۱۷۵۱م بود که برای اولین بار تابش فروزان سحابی رتیل توسط اخترشناسی فرانسوی به نام نیکولاس لوئیس ثبت شد.

خوشه ستاره‌ای دیگری که در این سحابی واقع شده و عمری بیشتر دارد Hodge301 (هاج۳۰۱) است. به نظر می‌رسد حداقل ۴۰ ستاره در آن انفجار ابرنواختری را پشت سر گذاشته‌اند؛ همین انفجارها باعث شده گازها بدین نحو در سرتاسر این ناحیه پخش شوند. SNR N157B نمونه‌ای از اَبَرحباب‌های به جامانده از انفجارهای ابرنواختری است که خوشه ستاره‌ای NGC 2060 را محصور کرده است. این خوشه ستاره‌ای اولین بار توسط جان هرشل اخترشناس انگلیسی در سال ۱۸۳۶م به وسیله یک تلسکوپ بازتابی ۱۸٫۶ اینچی در آفریقای جنوبی مشاهده شد. در حاشیه پایین و راست سحابی رتیل می‌توان موقعیت ابرنواختر معروف SN 1987A را مشاهده کرد، تنها ابرنواختری که تاکنون توانسته‌ایم جزئیات آن را از فاصله نزدیک در این چند دهه زیر نظر بگیریم.

اگر به سمت چپ سحابی رتیل نگاه کنیم، خوشه ستاره‌ای درخشان NGC 2100 دیده می‌شود که تجمعی از ستاره‌های آبی درخشانی است که توسط ستاره‌های قرمز احاطه شده‌اند. این خوشه توسط جیمز دانلوپ در سال ۱۸۲۶م و با یک تلسکوپ ۹ اینچ بازتابی دست‌ساز کشف شد.

در مرکز این تصویر خوشه ستاره‌ای و سحابی تابشی NGC 2074 قرار دارد که یکی دیگر از نواحی تشکیل ستارگان سنگین است که توسط جان هرشل کشف شدند. اگر با دقت در این قسمت نگاه کنید، ساختار غبارآلودی را می‌بینید که شبیه اسب آبی است و از این رو به «اسب آبی ابر ماژلانی بزرگ» معروف شده است. طول این ستون غول پیکر غبار، حدود ۲۰ سال است، یعنی نزدیک به پنج برابرِ فاصله خورشید تا نزدیک‌ترین ستاره که آلفای قنطورس باشد. البته چنین ساختارهایی طی چند میلیون سال آینده از نظرها محو می‌شوند؛ زیرا همزمان با تشکیل ستاره‌های جدید و درخشان در این سحابی و خوشه، نور و بادهای ستاره‌ای قوی آن‌ها باعث از بین رفتن این ستون‌های غبار می‌شوند.

دوربین استثنایی

تماشای این عکس فوق العاده را مدیون دوربین خاصی هستیم که بر تلسکوپ VST نصب شده است. این دوربین که با قدرت تفکیک ۲۵۶ مگاپیکسل از آسمان تصویربرداری می‌کند اُمگاکم OmegaCAM نام دارد. تصویر اخیر را  امگاکم از طریق چهار فیلتر رنگی مختلف گرفته است؛ از جمله فیلتری که برای جداسازی تابش‌های قرمز رنگ هیدروژن‌های یونیزه شده طراحی شده است.

 

منبع: eso.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

سحابی اطراف ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754

نزدیک ترین ستاره نوترونی به زمین

نزدیک ترین ستاره نوترونی به زمین کدام ستاره است؟

نزدیک ترین ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754

در حال حاضر ستاره RX J1856.5-3754 نزدیک‌ترین ستاره نوترونی به زمین است که در صورت فلکی تاج جنوبی (اکلیل جنوبی) از قدر ظاهری ۲۵٫۶+ می‌درخشد. یعنی ۱۰۰ میلیون مرتبه کم‌نورتر از کم‌نورترین ستاره‌هایی که با چشم غیرمسلح در آسمانی کاملا تاریک می‌توان دید! البته چنین ستاره کم فروغی را فقط با تلسکوپ‌های عظیم می‌توان آشکار کرد.

به نظر می‌رسد که این ستاره نوترونی متعلق به سیستم دوگانه‌ای بوده که حدود یک میلیون سال قبل در اثر انفجاری ابرنواختری متلاشی شده و هسته آن به این صورت نوترونی باقی‌مانده است. این ستاره اکنون با سرعت ۱۰۸ کیلومتر بر ثانیه در فضای بین ستاره‌ای در حرکت است!

[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=””]

حرکت نزدیک ترین ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754

حرکت ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754 که با توجه به زمان‌های مشخص شده، توسط تلسکوپ فضایی هابل ثبت شده است.[/box]

این ستاره در سال ۱۳۷۱ کشف شد و رصدهایی که تا چهارسال بعد از آن انجام شد، نشان از نوترونی بودن آن داشت؛ البته آن هم نزدیک‌ترین ستاره نوترونی به زمین. محاسبات ابتدایی حکایت از آن داشت که فاصله آن ۱۵۰ تا ۲۰۰ سال نوری از ماست. اما محاسبات دقیق‌تری که در سال ۱۳۸۱ توسط رصدخانه پرتوی ایکس چاندار انجام شد، نشان داد که فاصله‌اش از ما حدود ۴۰۰ سال نوری است.

ستاره‌ نوترونی چیست؟

هرگاه ستاره‌های بسیار سنگین به پایان عمر خود می‌رسند در اثر یک انفجار مهیب «ابرنواختری» قسمت بسیار زیادی از جرم و ماده خود را به فضا پرتاب می‌کنند، اما قسمت مرکزی آن بر اثر نیروی گرانش شدیدی که ایجاد شده است، برروی خودش فرومی‌ریزد و کره‌ای بسیار فشرده و چگال از نوترون را می‌سازد. یک ستاره نوترونی معمولی جرمی به اندازه خورشید را در کره‌ای به قطر ۲۰km فشرده و متراکم کرده است. فوق العاده وحشتناک است!

توضیحات بیشتر و معرفی کامل را در مقاله «ستارگان نوترونی و تپ اخترها» مطالعه کنید.

تصویر پرتو X نزدیک ترین ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754

تصویر پرتو X ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754

ستاره نوترونی یا کوارکی؟

اتفاق جالبی که در روند بررسی آن افتاد، محمتل بودن آن به عنوان یک «ستاره کوارکی» بود. محاسبات اولیه‌ای که از ترکیب داده‌های رصدخانه فضایی چاندرا با تلسکوپ فضایی هابل انجام شده بود، دمای سطحی آن را ۷۰۰٫۰۰۰ درجه سانتیگراد نشان می‌داد. چنین دمایی هم حاکی از کره‌ای به قطر ۴ تا ۸ کیلومتر برای این ستاره عجیب و غریب بود. این اندازه با توجه به جرم آن، بسیار کوچک‌تر از قطر یک ستاره نوترونی است؛ از این‌رو دانشمندان احتمال دادند که RX J1856.5-3754 یک ستاره کوارکی باشد.

ولی، تجزیه و تحلیل‌های دقیق‌تری که سال‌های بعد روی داده‌های چاندرا و هابل انجام گرفت، دمای سطحی آن را ۴۳۴٫۰۰۰ درجه سانتیگراد به دست آورد و همین نتیجه باعث شد که قطر بزرگ‌تری برای آن تخمین بزنند. قطر  ۱۴km برای آن بسیار به اندازه یک ستاره نوترونی نزدیک است؛ و بدین ترتیب RX J1856.5-3754 از لیست کاندیداهای ستاره‌های کوارکی خارج شد.

سحابی مخروطی کوچک

سحابی اطراف ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754

سحابی مخروطی ستاره نوترونی RX-J1856.5-3754

اما ماجرای این تصویر با دریایی از ستارگان ریز و درشت چیست؟

یکی از تلسکوپ‌های ۸٫۲ متری رصدخانه VLT این تصویر را در سه طول موج مختلف و خاص ثبت کرده است تا بتواند جزئیات اطراف ستاره نوترونی را آشکار کند. البته همین فیلترهای خاص باعث شده‌اند که رنگ‌های ستاره‌ها غیرواقعی باشند.

با دقت زیاد می‌توان یک سحابی کوچولوی مخروط شکل را به رنگ قرمز یا صورتی در مرکز عکس مشاهده کرد. این مخروط کوچک در واقع به علت حرکت سریع ستاره نوترونی RX J1856.5-3754 در گازهای سرد میان‌ستاره‌ای به وجود آمده است. می‌توانید ستاره نوترونی مورد نظرمان را در نوک این مخروط به صورت یک نقطه خیلی کم نور آبی رنگ مشاهده کنید. این پدیده همانند آن موج‌های مخروطی شکلی است که در جلوی یک قایق تندرو بر سطح آب ایجاد می‌شود که همواره خود قایق بر نوک این مخروطها قرار دارد. «موج شوک» نام این گونه موج‌هایی است که به علت حرکت سریع منبع موج در محیط انتشار آن ایجاد می‌شود.

[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=””]

ویدئویی از ایجاد «موج شوک» توسط یک قایق بر سطح آب[/box]

RX J1856.5-3754 به علت فاصله کمی که از  زمین دارد، مرکز توجه اخترفیزیکدانان بوده تا بتوانند به درک بهتر و دقیق‌تری از ساختار و جزئیات ستاره‌های نوترونی برسند.

صورت فلکی تاج یا اکلیل جنوبی

صورت فلکی تاج جنوبی محل نزدیک ترین ستاره نوترونی به زمین

[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=””]

ویدئوی موقعیت ستاره نوترونی RX J1856.5-3754 در آسمان[/box]

 

[button color=”blue” size=”big” link=”https://setareshenas.com/download/4492/” icon=”” target=”false”]دانلود PDF مقاله[/button]

نویسنده: محمد همایونی

کهکشان راه شیری

تحول راه شیری در آینه کهکشان‌های دیگر

 

کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری و موقعیت خورشید در آن

چگونه می‌توان تحول راه شیری را بررسی کرد؟

یکی از چالش‌های بزرگ اخترشناسان کشف سیر تحولی کهکشان خودی یعنی راه شیری می‌باشد. یک روش برای بررسی این تحول کهکشانی، آن است که در بین کهکشان‌های قابل مشاهده در عالم جستجو کنیم و آن‌هایی را که هم جرم راه شیری هستند بیابیم. سپس اگر آن‌ها را به ترتیب فاصله‌شان از خودمان مرتب کنیم، از آن جهت که سیمای آن‌ها را با توجه به فاصله‌شان در زمان‌های گذشته مشاهده می‌کنیم، می‌توانیم با تقریب خوبی ادعا کنیم که به وضعیت راه شیری در دوران‌های قبل نگاه می‌کنیم. یا به عبارتی می‌توانیم فیلم زندگی راه شیری را در آینه کهکشان‌های دوردست به سمت عقب و گذشته برگردانیم تا مراحل تحول و شکل‌گیری آن را مشاهده کنیم.

تحول راه شیری

[button color=”blue” size=”medium” link=”https://setareshenas.com/wp-content/uploads/2018/05/Milky-Way-Evolution.jpg” icon=”” target=”true”]دانلود عکس در اندازه بزرگ[/button]

۶ کهکشان کلیدی

شش عکسی که مشاهده می‌کنیم بخشی از جامع‌ترین پیمایش کهکشان‌هاست که تاکنون توسط پژوهش‌های چندرصدخانه‌ای جمع آوری شده است. دورترین آن‌ها (یعنی جوان‌ترین‌شان) مربوط به حدود ۱۱ میلیارد سال قبل و  نزدیک‌ترین‌شان در ۳ میلیارد سال قبل می‌باشد. الگویی را که می‌توان برای تحول راه شیری از بین این ۶ عکس یافت، حاصل سرشماری و بررسی عکس‌های نزدیک به ۲۰۰۰ کهکشانِ همانند راه شیری بوده است!

وضعیت راه شیری در قدیم

این تصاویر نشان می‌دهند که کهکشان‌های شبه راه شیری در گذر میلیاردها سال گذشته، در اندازه و جرمِ ستاره‌ایشان رشد کرده‌اند. تصویر اول کهکشانی فشرده و جوان است در فاصله ۱۱٫۳ میلیارد سال نوری از ما و به همین دلیل وضعیت آن را در  ۱۱٫۳ میلیارد سال قبل مشاهده می‌کنیم؛ یعنی زمانی که فقط ۲٫۵ میلیارد سال از عمر عالم سپری شده است. همزمان با تراکم گرانشیِ منابع عظیم گازهای کهکشان، ستارگان بی‌شماری در حال شکل‌گیری هستند و درخشش آبی ـ سفید آن هم آشکار می‌کند که این کهکشان جوان در حال گذراندن موجی از ستاره‌زایی در خود است.

کهکشان راه شیری در گذشته

این جریان ستاره‌سازی همین طور در کهکشان‌ها ادامه دارد تا همانطور که می‌بینیم در ۱۰٫۳ میلیارد سال قبل (تصویر سوم) طوفان ستاره‌زایی به اوج خود رسیده است. در این کهکشان «رونق کودکی‌زایی» ستاره‌ها در آن ۳۰ مرتبه سریع‌تر و بیشتر از وضعیت فعلی راه شیری است. رنگ زردفام کهکشان هم به احتمال خیلی زیاد حکایت از جریان تولد ستاره‌ای است که توسط گاز و غبار موجود در کهکشان محو و مات شده‌اند.

کهکشان راه شیری در گذشته

این جریان ستاره‌سازی در نهایت باعث می‌شود که گازهای ستاره‌ساز کهکشان‌ها به اتمام برسند. کهکشانی که در ۸٫۹ میلیارد سال قبل است (شماره ۴) به شکل یک کهکشان مارپیچی درآمده است و ستارگان قدیمی‌تر خود را در قسمت مرکزی جای داده است. حدود ۳ میلیارد سال بعد (شماره ۵) کهکشان مشابهی را می‌بینیم که نه تنها بزرگتر شده است، بلکه رنگ سرخ‌فام آن حکایت از این دارد که این کهکشان قلمرو ستارگان کهنسالی است که بیشتر قسمت‌های کهکشان را فراگرفته‌اند.

راه شیری در گذشته

یک رصد چندرصدخانه‌ای!

این ۶ عکس توسط دوربین‌های میدان دید باز۳ و نقشه‌بردار پیشرفته تلسکوپ فضایی هابل، بین سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲ میلادی گرفته شده‌اند و قسمتی از پروژه عظیم «مأموریت کیهانی پیمایش میراث فراکهکشانیِ اعماق فضا در محدوده فرورسرخ نزدیک» (CANDELS) هستند.

البته در این مأموریت، از چهار رصدخانه و تلسکوپ‌های آن‌ها کمک گرفته شده است: تلسکوپ فضایی هابل، تلسکوپ فضایی اسپیتزر، رصدخانه فضایی هرشل و تلسکوپ زمینی ماژلان بادا در شیلی.

[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=””]اگر علاقه‌مند به یادگیری نجوم هستید، با شرکت در دوره‌های آنلاین آموزش نجوم از هر نقطه‌ ایران و جهان؛ به سرعت خود را به جمع دانشجویان با انگیزه‌ نجوم برسانید:

[button color=”red” size=”big” link=”https://setareshenas.com/e-learning/” icon=”” target=”true”]مدرسه آنلاین ستاره شناس[/button][/box]

 

منیع: spacetelescope.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

تصویر فروسرخ از R2تکشاخ توسط تلسکوپ نقشه بردار VISTA

پرورشگاه ستاره ای در تکشاخ

این تصویر رویایی از ناحیه‌ای ستاره‌ساز در صورت فلکی تکشاخ به نام R2تکشاخ، توسط تلسکوپ نقشه‌بردار VISTA و البته از دید فروسرخ آن تهیه شده است.

تصویر فروسرخ از R2تکشاخ توسط تلسکوپ نقشه بردار VISTA

تصویر فروسرخ از R2تکشاخ توسط تلسکوپ نقشه بردار VISTA

[button color=”red” size=”medium” link=”https://setareshenas.com/download/4289/” icon=”” target=”true”]دانلود عکس با جزئیات بالا[/button]

سحابی R2تکشاخ

R2تکشاخ که در فاصله ۲۷۰۰ سال نوری از ما قرار گرفته است یک سحابی پرورش ستاره است که در مجاورت با ستارگان جوان، داغ و سنگینی که آن را نورافشانی می‌کنند، چنین منظره زیبایی را خلق کرده است. این سحابی زیبا در دل یک ابر عظیم مولکولی و تاریک جای گرفته که این ابر عظیم سرشار از غبار و گازهای مولکولیِ میان ستاره‌ای است و همین غبارها و مولکول‌ها مانع دیدنِ مستقیم این سحابی زیبا در نور مرئی می‌شود. اما تلسکوپ VISTA با کمک دیدِ مادون قرمز خودش توانسته چنین منظره باشکوهی را از ورای آن ابرهای غباری برای ما آشکار کند.

نکته‌ای جالب این که R2تکشاخ را می‌توانیم در آسمان در مجاورت زایشگاه معروف ستاره‌ها یعنی سحابی بزرگ جبار ببینیم؛ البته با این تفاوت که ۲ برابر دورتر از سحابی جبار است!

[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=””]ویدئوی زیر موقعیت این ناحیه ستاره ساز را در صورت فلکی تکشاخ و در سمت راست صورت فلکی جبار نشان می‌دهد:

[/box]

 

در نور مرئی فقط می‌توان چند ستاره داغ و درخشانی را دید که با سحابی‌های بازتابی آبی رنگی احاطه شده‌اند. تعداد زیادی از ستارگان سنگینِ تازه متولد شده که در ورای لایه‌های نازک غبار میان ستاره‌ایِ آن ابر عظیم مولکولی قرار دارند را نمی‌توان دید، چرا که پرتوهای فرابنفش و مرئی آن‌ها توسط این لایه‌های غبار جذب می‌شوند. اما در تصویری که در نور فروسرخ (مادون قرمز) تهیه شده است می‌توانیم جزئیات زیادی از سحابی R2 مشاهده کنیم که حتی بخش‌های زیادی از آن ابر عظیم مولکولی را که همچون پرده‌ای نازک و البته غنی از ذرات غبار است؛ در سراسر تصویر مشاهده کنیم.

با توجه به میدان دید تلسکوپ VISTA و فاصله‌ای که این سحابی از ما دارد، پهنای این تصویر حدود ۸۰ سال نوری است. ذرات غبار در مقابل عبور نورهای مرئی و فرابنفش تیره و کدر هستند از طرفی بیشترین تابش ستارگان جوان هم در همین محدوده نور مرئی و فرابنفش است، لذا این ستاره‌ها از دید ما پنهان می‌شوند؛ ولی از دید دوربین فروسرخ VISTA که توان تفکیک فوق العاده‌ای هم دارد، مخفی نمی‌مانند. اغلب این ستاره‌ها سنگین و کمتر از ۱۰ میلیون سال عمر داردند!

 

مقایسه تصویر در نور مرئی و فروسرخ

مقایسه تصویر R2تکشاخ در نور مرئی و مادون قرمز

 

قسمت مرکزی سحابی

R2 تکشاخ هسته مرکزیِ فشرده‌ای دارد که بیش از ۲ سال نوری وسعت ندارد. این قسمت مرکزی هم توسط ستاره‌های بسیار سنگین و جوانی محصور شده که همچون خوشه‌ای از منابع تابش‌های فروسرخ هستند. این ستاره‌های تازه متولد شده و سنگین هنوز توسط قرص غبارِ اولیه در اطرافشان احاطه شده‌اند.

این ناحیه در قسمت مرکزی تصویر قرار دارد، جایی که تجمع بیشتری از ستارگان را می‌توان با تمرکز دقیق‌تر مشاهده کرد. آن قسمت‌های قرمز و نارنجی مرکزی هم احتمالا تابش‌های برخواسته از هیدروژن‌های مولکولی در این ناحیه است.

بخش سمت راست این سحابیِ مرکزی که اتفاقا در نور مرئی درخشان‌تر از دیگر قسمت‌ها هم هست، سحابی بازتابی NGC2170 نام دارد که در سال ۱۷۸۴م توسط ویلیام هرشل کشف شد. این سحابی را با تلسکوپ‌های آماتوری می‌توان همچون ابری سفید در دریای تاریک آسمان غوطه‌ور دید. ولی در چنین دیدِ فروسرخ VISTA صدها ستاره تازه متولد شده را در اطراف آن مشاهده می‌کنیم.

R2تکشاخ و سحابی NGC 2170

تصویر مرئی R2تکشاخ و سحابی NGC 2170

اهمیت رصدهای فروسرخ

ستاره‌ها در فرآیندی که به طور معمول چندین میلیون سال طول می‌کشد، از داخل ابرهای عظیمی از گاز و غبار میان ستاره‌ای با ابعاد چند صد سال نوری شکل می‌گیرند. اما از آن‌جا که این ابرهای غباری نسبت به عبور نور مرئی تیره و کدر هستند، ولی پرتوهای فروسرخ و امواج رادیویی می‌توانند به راحتی از این پرده‌های تیره غبار عبور کنند. از این جهت رصدهای فروسرخی و رادیویی مشاهداتی کلیدی و حیاتی برای درک و فهم ما از مراحل اولیه تشکیل و تولد ستاره‌ها هستند.

تلسکوپ VISTA

تلسکوپ نقشه بردار VISTA در پارانال

تلسکوپ VISTA

VISTA یک تلسکوپ نقشه‌بردار آسمان است که با تصویربرداری‌های خود، هر شب حدود ۳۰۰ گیگابایت داده از آسمان تهیه می‌کند تا اطلاعات اولیه را برای بررسی‌های دقیق‌تر و موشکافانه برای تلسکوپ‌ها و رصدخانه‌های بزرگی همچون VLT و ALMA و در آینده برای E-ELT فراهم کند. این تلسکوپ در مجاورت تلسکوپ‌های رصدخانه VLT بر فراز کوه «سِرو پارانال» در کشور شیلی قرار دارد و متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) است. VISTA با آینه‌ای به قطر ۴/۱ متر ، مجهز به بزرگ‌ترین و دقیق‌ترین دوربین فروسرخ مستقر بر تلسکوپ است که با دقت ۶۷ مگاپیکسل، به پیمایش آسمان می‌پردازد.

[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=””]اگر علاقه‌مند به یادگیری نجوم هستید، با شرکت در دوره‌های آنلاین آموزش نجوم از هر نقطه‌ ایران و جهان؛ به سرعت خود را به جمع دانشجویان با انگیزه‌ نجوم برسانید:

[button color=”red” size=”big” link=”https://setareshenas.com/e-learning/” icon=”” target=”true”]مدرسه آنلاین ستاره شناس[/button][/box]

منبع: www.eso.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

[button color=”blue” size=”big” link=”https://setareshenas.com/wp-content/uploads/2018/05/پرورشگاه-ستاره‌ای-در-تکشاخ.pdf” icon=”” target=”true”]دانلود PDF این مقاله[/button]

کهکشان نامنظم

بزم‌گاه ستارگان: کهکشان IC 4710

کهکشان نامنظم

کهکشان IC 4710 در سال  ۱۹۰۰ میلادی توسط اخترشناس امریکایی دلیزلی استوارت کشف شد و در این عکس زیبا توسط تلسکوپ فضایی هابل به تصویر کشیده شده است. این کهکشان بدون شک یکی از چشم‌اندازهای تماشایی کیهانی است. کهکشانی سرشار از ستارگان روشن، به همراه دسته‌هایی درخشان از ستارگان که ـ نشانه‌ای از جریان سیلاب‌گونه تولد ستاره‌ای است ـ در لبه‌های آن پراکنده شده‌اند. توده‌های آبی رنگی که به جز قسمت مرکزی در نواحی اطراف کهکشان مشاهده می‌شوند، همین دسته‌هایی هستند که مملو از ستارگان تازه متولد شده‌اند.

 

ویدئوی معرفی کهکشان IC 4710

[button color=”red” size=”big” link=”https://setareshenas.com/download/3776/” icon=”” target=”true”]دانلود فیلم با کیفیت بالا[/button]

کوتوله‌ای نامنظم

IC 4710 یک کهکشان کوتوله نامنظم است و همان‌طور که از نامش برمی‌آید، ساختار ظاهری نامنظمی دارد و فاقد هرگونه برآمدگی مرکزی یا بازوهای مارپیچی است. کهکشان‌های نامنظم به طور واضح با بیضوی‌ها و مارپیچی‌ها متفاوت هستند. این طور تصور می‌شود که این کهکشان‌ها در ابتدا به صورت مارپیچی یا بیضوی بوده‌اند؛ ولی در گذر زمان و در اثر اختلالاتی گرانشی نظیر اثر گرانشی متقابل با کهکشان‌های مجاور یا برخورد و ترکیب با کهکشان‌های همسایه‌اش دچار چنین دگرگونی در ساختار خود شده‌اند. کهکشان‌های کوتوله نامنظم نقش به سزایی در فهم کلی ما از سیرِ تحول کهکشانی دارند؛ از آن جهت که به نظر می‌رسد آن‌ها به اولین کهکشان‌هایی که در عالم شکل یافته‌اند شبیه هستند.

جایگاه این کهکشان

برای دیدن این کهکشان زیبا باید به سرزمین‌های جنوبی سفر کنیم. IC 4710 در فاصله ۲۵ میلیون سال نوری از ما و در امتداد صورت فلکی طاووس در نیمکره جنوبی آسمان قرار دارد. صورت فلکی طاووس شامل چندین جرم جالب توجه دیگر هم هست؛ از جمله: NGC 6732 سومین خوشه کروی درخشان در آسمان، کهکشان مارپیچی NGC 6744 و همچنین شش منظومه سیاره‌ای که شامل HD 181433 میزبان یک سیاره اَبَرزمینی است.

تصویر اصلی را در اندازه بزرگ از اینجا دانلود کنید. (حجم آن ۶ مگابایت)

نگاهی دقیق‌تر

  • اگر عکس این کهکشان را در اندازه بزرگ دانلود کنید، می‌توانید با زوم کردن روی آن، علاوه بر جزئیات بسیار زیاد از ستارگان این کهکشان؛ تعدادی از کهکشان‌های بسیار دوردست را هم در ورای IC 4710 مشاهده کنید. برخی از آن‌ها در تصویر زیر مشخص شده‌اند.
  • ستارگانی را که با درخشش زیاد و به صورت چهارپَر می‌بینیم، مربوط به کهکشان راه شیری هستند، یعنی در همین نزدیکی ما و در فاصله چند هزار سال نوری قرار دارند.

توجه به این موضوع که در این قاب عکس در حال تماشای قسمتی از این عالم بیکران هستیم که از ستارگانی در کهکشان خودمان شروع می‌شود، تا کهکشانی شگفت‌انگیز در فاصله ۲۵ میلیون سال نوری از ما ادامه می‌یابد و به کهکشان‌هایی در فاصله‌های چند صد میلیون و چه بسا چند میلیارد سال نوری ادامه می‌یابد؛ بسیار لذت بخش و تأمل انگیز است.

و این یکی از مناظری است که نشان می‌دهد یک ستاره شناس این جهان را مکانی زیباتر برای زندگی می‌بیند!

کهکشان کوتوله نامنظم

محل کهکشان‌های دوردست

[button color=”red” size=”big” link=”https://setareshenas.com/wp-content/uploads/2018/03/بزمگاه-ستارگان.pdf” icon=”” target=”true”]دانلود PDF این مقاله[/button]

منبع: spacetelescope.org

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

کهکشان مارپیچی NGC3344

زیبای تنها: کهکشان مارپیچی NGC 3344

زیبا، باشکوه، رازآلود: سه ویژگی‌ این کهکشان مارپیچی منحصر بفرد!

کهکشان مارپیچی NGC3344

کهکشان NGC 3344

این عکس فوق العاده که زیبایی، شکوه و رازآلودی کهکشان NGC 3344 را نشان می‌دهد، توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته اشده است. این کهکشان مارپیچی که سیمای خود را از روبه‌رو به ما نشان داده؛ اجازه می‌دهد تا ستاره شناسان به ساختار ظریف و پیچیده آن نگاهی دقیق اندازند. توانایی هابل در ثبت تصویرهایی که در گستره وسیعی از طول موج‌هاست باعث می‌شود تا ویژگی‌هایی از این کهکشان آشکار شوند که قبل از آن از دیده‌ها پنهان بوده است.

کهکشان‌های مارپیچی

کهکشان های مارپیچی از جمله تماشایی‌ترین مناظر کیهانی هستند، اما هر کدام آن‌ها از زاویه‌ای خاص خودشان را به ما نشان می‌دهند. برخی از آن‌ها را از لبه می‌بینیم و برای اخترشناسان فرصتی مناسب را فراهم می‌کنند تا ساختار عمود بر صفحه کهکشانی آن‌ها را مطالعه کنند. تعدادی را هم مایل می‌بینیم و اندازه و ساختار بازوهای مارپیچی خودشان را به دانشمندان نشان می‌دهند. مابقی هم چهره رودر روی خود را به ما نشان می‌دهند تا فرصتی باشد برای بررسی جزئیات بازوها و ساختار هسته آن‌ها.

کهکشان NGC 3344

در حدود ۲۰ میلیون سال نوری دورتر از ما، در امتداد صورت فلکی «شیر کوچک» کهکشانی به اندازه نصف راه شیری، با دورنمای هیجان انگیزش قرار گرفته است. این کهشکان با ساختار میله‌ای ظریفی که در مرکز خود دارد، از جمله کهکشان‌های مارپیچی میله‌ای است. البته ساختار میله مرکزی آن فقط با کمک دوربین میدان دیدِ باز۳ تلسکوپ فضایی هابل دیده می‌شود: راهرویی کشیده شده از ستارگان که از میان هسته کهکشان عبور می‌کند. ستاره شناسان معتقدند حدود دوسوم کهکشان‌های مارپیچی، میله‌ای هم هستند.

قابلیت دیدِ چندگانه‌ای که تلسکوپ فضایی هابل در طول موج‌های مختلف دارد باعث می‌شود که ما چیزی بیش از چند بازوی پیچیده به دور مرکز کهکشان را در این تصویر مشاهده کنیم. این عکس ترکیبی است از عکس‌هایی با فیلترهای مختلف که شامل پرتوهایی از فرابنفش نزدیک تا نور مرئی و حتی فروسرخ نزدیک می‌باشد. بدین ترتیب، جزئیاتی در تصویر کهکشان ظاهر می‌شوند که چشم انسان به تنهایی قادر به آشکارسازی آن‌ها نیست.

بازوهای مارپیچی مکان مناسبی هستند برای تولد و زایش ستارگان جدید، آن‌هم ستارگان داغی که به رنگ آبی می‌درخشند و باعث می‌شود به راحتی در این عکس دیده شوند. ابرهای گاز و غبار به مقدار زیاد در بازوهای کهکشان توزیع شده‌اند که به رنگ قرمز می‌درخشند. این‌‌ها مخازن بزرگی از مواد اولیه تشکیل ستاره‌ای برای تولد ستارگان بیشتر هستند. البته دقت کنیدکه ستارگان بسیار درخشان و جواهرنشانی که در قسمت چپ تصویر می‌بینیم، بسیار به زمین نزدیک‌ترند؛ در واقع آن‌ها متعلق به کهکشان خودمان هستند و به صورت اتفاقی در امتداد دید این کهکشان قرار گرفته‌اند!

کهکشانی رازآلود

در حالی که جهت‌گیری روبه‌روی این کهکشان، جزئیات زیادی را از ساختار آن به ما نشان می‌دهد، ولی این کهکشان همچنان اسرار نهفته و نکات مبهمی در خود دارد. رصدهای ستاره شناسان نشان داده که برخی از ستارگان بیرونی آن حرکت عجیبی دارند. معمولا تراکم زیاد ستارگان در مرکز یک کهکشان می‌تواند بر حرکت‌هایی که ستارگان بیرونی دارند اثرات مشخص و واضحی بگذارند، ولی ظاهرا در مورد این کهکشان چنین تأثیری مشاهده نمی‌شود و حرکتی برخلاف آن‌چه معمول است دارند. ستاره شناسان معتقدند که رفتار غیرعادی این ستاره‌های بیرونی ممکن است از مواجهه نزدیک این کهکشان با کهکشانی دیگر که مدت‌ها قبل اتفاق افتاده است، به دست آمده باشد.

اطراف کهکشان مارپیچی NGC3344

کهکشان مارپیچی NGC 3344 و اطراف آن

موقعیت کهکشان NGC 3344 در آسمان هم جذاب است. کهکشان خودمان یعنی راه شیری در مجموعه‌ای از حدود ۴۰ کهکشان قرار گرفته که به «گروه محلی»‌ معروفند. بزرگ‌ترین عضو این گروه، کهکشان معروف آندرومدا است با اندازه‌ای حدود ۲ برابر راه شیری! اما کهکشان مورد نظر ما در همسایگی ما و در این گروه قرار نگرفته. این کهکشان عضو مجموعه کوچکی است که به اَبَرخوشه کهکشانی سنبله ختم می‌شود. ابرخوشه سنبله مجموعه‌ای عظیم از هزاران کهکشان است که در صورت فلکی سنبله می‌توانیم برخی از آن‌ها را ببینیم. با این حال کهکشان NGC 3344 به علت زیبایی خاصش در مقابل همه آن هزاران کهکشان خودنمایی ویژه‌ای برای خود دارد!

منبع: spacetelescope.org

 تهیه و تنظیم:
محمد همایونی

ستارگان در مرکز کهکشان راه شیری

کاوش‌های باستان شناسی هابل در مرکز راه شیری

این مقاله مربوط به خبری است که در دی‌ماه ۱۳۹۶ در مورد وضعیت ستارگان در مرکز راه شیری انتشار یافت و باعث شد دید اخترشناسان در مورد مرکز راه شیری تغییر کند.

خانه سالمندان راه شیری!

هر ستاره‌ای، داستان مخصوصِ خود را برای ما به همراه دارد و مطالعه ستارگان نه تنها اطلاعات زیادی را در مورد ترکیبات و عمر آن‌ها به ما می‌دهد، بلکه نشانه‌هایی هم از مکان شکل‌گیری آن در اختیار ما می‌گذارد.

از این‌رو ستارگانی که در قدیمی‌ترین ساختار کهکشان، یعنی برآمدگی مرکزی آن ساکن هستند، بینش و آگاهی خوبی را از اسرار سر به مُهر تحول کهکشانِ فرفره مانند ما در میلیاردها سال قبل آشکار می‌کنند. کهکشانی که همچون قرصی دایره شکل، بامرکزی برآمده در وسط آن حدود ۱۳ میلیارد سال است در این عالم خودنمایی می‌کند.

برای سالیانی طولانی، باور اخترشناسان بر این بود که برآمدگی مرکزی راه شیری، مکانی است آرام که سرشار از ستارگان کهنسالی است که قدیمی‌ترین ساکنان کهکشان هستند: آرام همچون خانه سالمندانِ کهکشانی!

اما بررسی‌های جدیدی که از حدود ۱۰٫۰۰۰ ستاره معمولیِ خورشید مانند در این قسمت مرکزی راه شیری انجام گرفته است؛ نشان می‌دهند که برخلاف تصور قبلی، برآمدگی مرکزی کهکشان محیطی است پویا و مملوّ از ستارگانی با عمرهای مختلف که با سرعت‌های متفاوت در آن‌جا در تکاپو هستند، چیزی شبیه به مسافرانِ سرگردان در یک فرودگاه شلوغ!

مرکز راه شیری در صورت فلکی قوس

مرکز راه شیری در صورت فلکی قوس

حضور ستارگانی جدید

پژوهشگران متوجه شدند که حرکت این ستارگان با توجه به ترکیبات شیمیایی آن‌ها، متفاوت است. بر این اساس ستارگان این منطقه به دو دسته تقسیم شده‌اند:

۱- ستارگان کهنسالی که عناصر سنگین‌تر از هلیوم در خود ندارند و عمدتا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند.

۲- ستارگان خورشید مانندی که کم سن و سال‌تر از گروه اول هستند و مقدار‌ زیادی از عناصر سنگین را در خود دارند.

با توجه به این تقسیم بندی، نحوه حرکت آن‌ها در این پژوهش جدید بدین صورت مشاهده شده است که ستارگانِ غنی از عناصر سنگین (دسته دوم) اختلال کمتری در حرکتشان دارند و سریع‌تر از ستارگانِ کهنسالی که فاقد عناصر سنگین هستند (دسته اول) به دور مرکز کهکشان در گردشند.

این نتیجه‌گیری، برخواسته از اطلاعات ذخیره شده‌ی باارزشی است که در ۹ سال اخیر توسط تلسکوپ فضایی هابل جمع آوری شده است. در تصویر اول می‌توانیم محل و پهنه‌ی مکانی را که در امتداد مرکز راه شیری توسط هابل کاوش شده است را در صورت فلکی قوس مشاهده کنیم. آن تصویر دقیق از ستارگان بی‌شمار هم ترکیبی از عکس‌های گرفته شده در طول موج‌های فروسرخ نزدیک و نور مرئی است که توسط دوربین میدان دید باز ۳  تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است.

ستارگان در مرکز کهکشان راه شیری

ستارگان در مرکز کهکشان از دید تلسکوپ هابل

[button color=”red” size=”medium” link=”https://setareshenas.com/wp-content/uploads/2018/01/STSCI-H.jpg” icon=”” target=”true”]برای دانلود عکس اصلی کلیک کنید[/button]

اطلاعات به کاربرده شده در این پژوهش بخشی از دو پروژه نقشه برداری هابل هستند: ۱- برنامه پویش گنجینه مرکزی کهشکان و ۲- جستجوی سیارات فراخورشیدی از دریچه قوس، که در ۹ سال گذشته جمع‌آوری و بایگانی شده‌اند. البته برای تشخیص دقیق‌تر ترکیبات شیمیایی این ستارگان از تلسکوپ‌های بسیار بزرگ رصدخانه VLT که متعلق به اروپاست و در کشور شیلی قرار دارد، کمک گرفته شده است.

منشأ این ستارگان کجاست؟

چیزی که در این پژوهش مورد توجه است منشأ این ستارگان غنی از عناصر سنگین است که با سرعت‌هایی حدود ۲ برابر سرعت ستارگان قدیمی و ابتدایی کهکشان در بین آن‌ها حرکت می‌کنند. بر اساس مدل‌های قبلیِ شکل‌گیری کهکشان، قسمت برآمده‌ی مرکزی در زمان‌های ابتدایی تشکیل کهکشان شکل گرفته است و از این رو باید ستارگانی یکدست و کهنسال با سرعت‌های تقریبا یکسان داشته باشد. اما حضور این تعداد از ستارگان نسبتا جوان‌تر که با ترکیبات غنی از عناصر سنگین خود حکایت از این می‌کنند که ستارگانِ نسل‌های بعدی هستند؛ این احتمال را ایجاد می‌کند که منشأ آن‌ها جایی غیر از مرکز کهکشان بوده است. یک احتمال این است که منشأ این ستارگان خورشید مانند، کهکشان‌های کوچک‌تری است که  در زمان‌های قبل توسط راه شیری بلعیده شده‌اند و ستارگانش وارد بخش مرکزی راه شیری شده است.

آن‌چه مسلم است این‌که کاوش‌های جدید، آن نظریه ساده و قدیمی را در مورد منشأ ستارگان برآمدگی کهکشان راه شیری به چالش جدی می‌کشاند.

تهیه و تنظیم:

محمد همایونی

منبع: hubblesite.org

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

کهکشان ستاره فشان

هر کهکشان علاوه بر این که در یکی از انواع مارپیچی، بیضوی یا نامنظم دسته‌بندی می‌شود؛ ممکن است یک کهکشان ستاره فشان باشد. کهکشان ستاره فشان (Starburst Galaxy)، کهکشانی است که دوره‌ای از فعالیت شدید ستاره زایی را تجربه می‌کند به نحوی که در هر زمان می‌توان تعداد بسیار زیادی ستاره‌های در حال تولد یا تازه متولد شده را در آن مشاهده کرد. از این‌رو چنین نامی بر آن‌ها گذاشته شده است؛ البته  آن‌ها را کهکشان‌های انفجار ستاره‌ای یا به اشتباه کهکشان‌های انفجاری هم در فارسی گفته‌اند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

کهکشان آنتن یک ستاره فشان

هرچند ممکن است این دوره پر فعالیت ۱۰ میلیون سال یا بیشتر به طول انجامد، ولی در مقابل عمر ۱۰ میلیارد ساله‌ی یک کهکشان، چیزی بیش از یک ماه حساب نخواهد شد! در مدت ستاره فشانی، سرعت (آهنگ) ستاره‌زایی چه بسا بیش از ده‌ها و حتی صدها برابر سرعت آن در یک کهکشان معمولی است. تعداد زیادی از ستارگانی که در این دوران تشکیل می‌شوند، بسیار سنگین‌تر و درخشان‌تر از معمول هم خواهند بود؛ از این رو کهکشان‌های ستاره فشان در میان دیگر کهکشان‌ها بسیار درخشان‌تر دیده می‌شوند.

پدیده ستاره فشانی در محدوده‌هایی به قطر بیش از هزار سال نوری اتفاق می‌افتد. نظریه رایج در خصوص علت این پدیده این است که جرقه این ستاره‌زایی‌ها در اثر مواجهه نزدیک یا برخورد کهکشان مورد نظر با کهکشان دیگر زده می‌شود.  این برخورد یا مواجهه، موج‌های ضربه فراوانی را  درون کهکشان جاری می‌کند و این امواج ضربه در برخورد با ابرهای عظیم مولکولی از گاز و غبارها باعث فروریزش آن‌ها و تشکیل صدها ستاره جدید می‌شوند. در بین این همه ستاره متولد شده، ستارگان بسیار سنگین با سرعت زیادی سوخت خود را مصرف می‌کنند و در نهایت با یک انفجار ابرنواختری، موجب تولید بیشتر امواج ضربه در محیط کهکشان شده و جرقه تولد ستارگان بیشتری را می‌زنند. بدین ترتیب، زنجیره‌ای از تشکیل ستاره و انفجارهای ابرنواختری قسمت‌های مرکزی کهکشان را که سرشار از گاز و غبار است؛ جارو می‌کند. این روند سریع ستاره‌زایی تا زمانی ادامه دارد که بیشتر گازها در تشکیل ستاره‌ها استفاده شوند یا در اثر انفجارها رانده شوند؛ در این زمان دوران ستاره فشانی به انتها می‌رسد.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

کهکشان M82 یک ستاره فشان

یکی از دستاوردهای ماهواره مادون قرمز IRAS کشف هزاران کهکشان از این نوع بود. علت آن هم بسیار ساده است، زیرا به طور معمول در اطراف بیشتر ستارگان جدید پوششی از غبار به مدت یک میلیون سال باقی می‌ماند؛ که این لایه غبار نور ستاره را جذب کرده و در عوض همچون حرارت از خود امواج فروسرخ (مادون قرمز) تابش می‌کند. «تابش گرمایی» ای که در روزهای گرم تابستانی از سطح خیابان‌های داغ دیده می‌شود همان تابش‌های مادون قرمز است.

حضور ستاره فشان‌ها در بین کهکشان‌های نزدیک خیلی نادر است اما، در زمان‌های چند میلیارد سال قبل به تعداد زیاد وجود داشته‌اند. جهان در حال انبساط است، بنابراین کهکشان‌ها در زمان‌های خیلی قدیم و دوره‌های آغازین عالم، بسیار به هم نزدیک‌تر بوده‌اند و از این‌رو امکان رویارویی یا برخورد بین آن‌ها هم بیشتر بوده است؛ از این روست که در فاصله‌های خیلی دور شاهد تعداد زیادی از این کهکشان‌های ستاره فشان هستیم.

مشاهدات رصدخانه پرتو ایکس چاندار، نقش بسیار مهمی را در فهم  و دانش ما از این کهکشان‌های ستاره فشان ایفا می‌کند. سرعت زیاد ایجاد انفجارهای ابرنواختری در این کهکشان‌ها موجب تولید حباب‌های وسیعی از گازهای بسیار داغ با دماهای چندین میلیون درجه‌ای می‌شوند. چندین نمونه از این اَبَرحباب‌های (superbubble) ایجاد شده را می‌توان در تصاویری که تلسکوپ چاندرا از دو کهکشان برخوردی در کهکشان آنتن تهیه کرده است دید.

هنگامی که سرعت ستاره‌زایی به قدر کافی شدید باشد، اَبرحباب‌های بسیار داغ و پرانرژی‌ای به وجود می‌آیند که حتی به خارج از کهکشان هم گسترش پیدا می‌کنند؛ که به آن‌ها اَبَرباد (Superwind) گفته می‌شود. نمونه‌های دیدنی از این اَبربادها را می‌توان در تصاویر چاندرا از کهکشان‌های M82 , Arp220 , NGC253  مشاهده کرد.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی ستاره ترکان

کهکشان زیبای آنتن

به نظر می‌رسد این اَبربادها شامل کربن، نیتروژن، آهن و دیگر عناصر سنگینی باشند که در انفجارهای ابرنواختری ایجاد شده و در فضای بین کهکشانی منتشر شده‌اند. ستاره شناسان امیدوارند به کمک تلسکوپ فضایی چاندرا بتوانند مقدار این عناصر موجود در اَبربادها را اندازه‌گیری کنند.

کهکشان M82

این کهکشان در امتداد صورت فلکی دب اکبر و فاصله ۱۱ میلیون سال نوری، از نزدیک‌ترین کهکشان‌های ستاره فشان به ماست. تولید ستارگان بسیار سنگین، با آهنگ ده‌ها برابر نسبت به کهکشان ما در آن اتفاق می‌افتد. نقاط درخشان در مرکز تصویر بقایای انفجارهای ابرنواختری و دوگانه‌های پرتوی ایکس هستند. این‌ها پرنورترین منابعی هستند که از این نوع شناخته شده‌اند و به علت همین درخشش زیادشان، به احتمال زیاد داخل آن‌ها سیاه چاله‌هایی وجود دارد. این کهکشان در اثر مواجهه نزدیکی که با کهکشان M81 از حداقل ۱۰۰ میلیون سال قبل داشته است؛ دچار این فعالیت‌های ستاره فشانی شده است.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی ستاره ترکان

مرکز کهکشان M82 از دید چاندرا

کهکشان سنگتراش NGC253

احتمالا نزدیک‌ترین کهکشان ستاره فشان به زمین است که در فاصله ۱۱ میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی سنگتراش قرار گرفته است.  چاندرا در مرکز این کهکشان حداقل ۶ نقطه اَبَردرخشان را رصد کرده است که ۴ تای آن‌ها در فاصله حدود ۳۰۰۰ سال نوری از هسته کهکشان قرار دارند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی کهکشان‌های ستاره ترکان

کهکشان سنگتراش یک ستاره فشان

کهکشان آنتن NGC4038/4039

کهکشانی که در میدان دید تلسکوپ‌های آماتوری همچون شاخک‌های حشرات یا آنتن می‌باشد. این کهکشان در واقع صحنه‌ای از برخورد دو کهکشانی است که حداقل ۱۰۰ میلیون سال قبل این برخورد را شروع کرده‌اند و همچنان ادامه دارد. این مجموعه در فاصله ۶۰ میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی کلاغ قرار دارد.

در این تصویر از تلسکوپ چاندرا قسمت مرکزی این برخورد کهکشانی، مشاهده می‌شود. تعداد زیادی نقاط روشنی که مشاهده می‌کنیم ستارگان نوترونی یا سیاه چاله‌هایی هستند که گاز ستارگان مجاورشان را به نزدیکی خود کشیده‌اند. توده‌های مه‌آلود نارنجی هم اَبرحباب‌هایی هستند با قطرهای چند هزار سال نوری که به واسطه قدرت عظیم انفجارات هزاران ابرنواختر ایجاد شده‌اند. مابقی ناحیه‌های قرمز تیره هم ناشی از منابع پرتو ایکسی است که همه جا را احاطه کرده‌اند و احتمالا از تعداد زیادی منابع کم فروغ پرتو ایکس یا ابرهای بسیار داغ کهکشانی تابش می‌شوند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

کهکشان آنتن در دید پرتو X

 

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

مرجع: chandra.harvard.edu

آموزش نجوم توسط محمد همایونی سیاه چاله

۷ نکته از سیاه چاله ها

همه ما عکس‌های زیادی از سیاه چاله‌ها را در فیلم‌ها یا عکس‌های مختلف دیده‌ایم ولی مطمئنیم که هیچ کدام از آن‌ها تصویر واقعی از یک سیاه چاله نیستند. هرچند که سیاه چاله‌ها مرموزترین اجرام کیهانی هستند ولی آن‌قدر هم در این عالم نادر و کمیاب نیستند؛ بلکه یقین داریم که سیاه چاله‌ها واقعا وجود دارند. بنابراین سوال ساده‌ای پیش می‌آید که آن‌ها چه چیزی هستند؟

آموزش نجوم توسط محمد همایونی سیاه چاله

تصویر شبیه سازی از سیاه چاله

این مقاله مخصوص اعضای ویژه است و به زودی دسترسی عمومی آن محدود می‌شود

۱ـ  تشکیل یک سیاه چاله

تقریبا هر ستاره‌ای که بیش از ۲۰ برابر خورشید جرم داشته باشد، در نهایت به یک سیاه چاله تبدیل می‌شود. یک ستاره در طول عمر اصلی خود سوخت هیدروژنش را مصرف می‌کند و با تبدیل آن به هلیوم، مقدار زیادی انرژی و گرما هم تولید می‌کند. هنگامی که این مخزن اصلی هیدروژن در هسته ستاره تمام می‌شود، دوران اصلی زندگی ستاره آرام آرام به انتهای خود نزدیک می‌شود. پس از آن ستاره چند مرحله را می‌گذارند که همراه با سوختن عناصر دیگر در هسته ستاره است. در ستارگان بسیار سنگین، این مرحله‌ها به سرعت طی می‌شوند و براثر غلبه نیروی بسیار قوی گرانش بر نیروی فشار تابشی؛ قسمت‌های داخلی ستاره بر روی مرکز فرومی‌ریزند و در نهایت منجر به یک انفجار بسیار شدید ستاره‌ای می‌شوند که آن را «انفجار ابرنواختری» می‌گوییم.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی انفجار ابرنواختری

انفجار ابرنواختر (شبیه سازی)

در اثر انفجار ابرنواختری، مقدار بسیار زیادی از ماده ستاره به فضا پرتاب می‌شود و از ستاره فقط یک قسمت مرکزی با دمای بسیار زیاد باقی می‌ماند. اگر جرم این کره باقی مانده کمتر از ۳ برابر خورشید باشد فشار و تراکم آن به قدری زیاد است که الکترون‌ها با پروتون‌ها ترکیب شده و همه حجم این کره به ذرات نوترون چسبیده به هم تبدیل می‌شوند: ستاره نوترونی.

ولی اگر جرم آن هسته باقی‌مانده بعد از انفجار بیش از ۳ برابر خورشید باشد، این نوترون‌ها هم نمی‌توانند در مقابل نیروی عظیم گرانش به سمت مرکز مقاومت کنند و بازهم این کره متراکم و کوچک‌تر می‌شود. این فشرده شدن باعث می‌شود شدت گرانش به قدری زیاد شود که این جسم به ناحیه‌ای تبدیل شود با گرانش فوق العاده عظیم که حتی نور هم نخواهد توانست از آن فرار کند. دقت کنید که این اتفاقات در بین ستارگان، بسیار طبیعی و نرمال هستند و تبدیل ستارگان خیلی بزرگ به سیاه چاله یک مرگ معمولی برای آن‌هاست. سیاه چاله‌های این چنینی که جرم‌هایی در حد جرم ستارگان دارند، فقط یک دسته از انواع سیاه چاله‌ها هستند. اما … .

البته در مرکز کهکشان راه شیری، وضع به صورت دیگری است. یک سیاه چاله بسیار پرجرم در مرکز آن قرار دارد که ۴/۳ میلیون برابر خورشید جرم دارد! تراکم ستارگان در مرکز راه شیری بسیار بیشتر از نواحی بیرونی کهکشان است و طبیعتا جمعیت سیاه چاله‌های موجود در این منطقه هم باید بسیار بیشتر باشد. و احتمالا این سیاه چاله‌های زیاد در آن فضای متراکم، به هم برخورد کرده و باهم ترکیب شده‌اند تا آن سیاه چاله بسیار پرجرم مرکزی را ساخته‌اند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی سیاه چاله مرکزی راه شیری

«A* قوس» در پرتوی ایکس

این سیاه چاله مرکزی در امتداد صورت فلکی قوس قرار دارد و آن را «A* قوس» نام گذاشته‌اند. از این گونه سیاه چاله‌های بسیار پرجرم فقط در مرکز اغلب کهکشان‌های بزرگ مارپیچی و بیضوی مشاهده شده‌اند و گمان اخترشناسان بر این است که سیاه چاله‌های ستاره گون (جرم-ستاره‌ای) یعنی همان دسته اول، در نواحی بیرونی کهکشان توزیع شده‌اند.

۲ـ  چرا سیاه چاله‌ها سیاه‌اند؟

سیاه چاله‌ها واقعا سیاه‌اند، چون هیچ نوری از سطح آن‌ها به بیرون راه پیدا نمی‌کند. این موضوع هم برمی‌گردد به اندازه سرعت فرار در سطح سیاه چاله! سرعت مورد نیاز برای فرار از جاذبه گرانشی یک جسم را «سرعت فرار» آن می‌گویند. این سرعت بستگی به جرم جسم و فاصله از آن دارد. به عنوان مثال برای آن‌که یک سفینه فضایی بتواند از جاذبه زمین فرار کنند باید سرعت ۱۱/۲ کیلومتر بر ثانیه به دست آورد.

اما در مورد سیاه چاله‌ها موضوع خیلی فرق دارد؛ چراکه در آن‌ها مقدار بسیار زیاد ماده در یک فضای بی‌نهایت کوچک متراکم شده و نیروی گرانش فوق العاده عظیمی را ایجاد کرده است. این گرانش به قدری زیاد است که سرعت فرار در مجاورت آن‌ها بیشتر از سرعت نور خواهد بود. از این رو نه تنها ذرات ماده، بلکه فوتون‌های نور هم نخواهند توانست از سطح سیاه چاله فرار کنند و بنابراین هیچ نوری از سطح آن خارج نخواهد شد و واقعاً یک سیاه چاله تاریک و سیاه خواهد بود.

البته توصیف دقیق‌تر آن بر اساس تئوری نسبیت عام این است که مقدار جرم یک جسم و تراکم آن در یک منطقه از فضا باعث ایجاد انحنا در ساختار فضا-زمان می‌شود. مقدار این انحنا و خمیدگی نشان دهنده شدت نیروی گرانش جسم مورد نظر در آن منطقه است. هر چقدر که جرم جسم و تراکم آن در فضا بیشتر باشد، مقدار این خمیدگی و انحنای فضا-زمان هم بیشتر خواهد بود. سیاه چاله به قدری جرم متراکم در خودش دارد که باعث می‌شود فضا-زمان در یک نقطه بر روی خودش بپیچد. از طرفی پرتوهای نور هم در حرکت خود مقید هستند که در ساختار فضا-زمان حرکت کنند؛ بنابراین پرتوهای نور هم هرگز نخواهند توانست از قید انحنای شدید چنین فضا-زمان خمیده‌ای خارج شوند. و این یعنی سرعت فرار بیش از سرعت نور شده است.

۳ـ  ساختار یک سیاه چاله:

اما به سراغ داخل این اجرام مرموز کیهانی می‌رویم، از درون آن‌ها چه اطلاعی داریم؟ از آن داخل چه خبر؟

با مطالعه سیاه چاله‌ها پی می‌بریم که هر سیاه چاله از سه ناحیه فعال ساخته شده است: ۱- تکینگی  ۲- افق رویداد  ۳- ارگوسفر (کارکره).  ناحیه سوم مخصوص سیاه چاله‌های چرخان است، و اگر سیاه چاله‌ای چرخان نباشد، آن را ندارد. البته چون ستارگان در حال چرخش هستند، پس سیاه چاله‌ای هم که از آن ایجاد می‌شود حتما چرخان خواهد بود.

        ۱ـ  تکینگی:

ماده و امواج الکترومغناطیسی در مجاورت سیاه چاله به داخل آن مکیده می‌شوند. هرچه به آن نزدیک‌تر شوند، نیروهای گرانشی هم قوی‌تر می‌شوند. البته این قدرت جاذبه همزمان با مکش بیشتر، زیادتر هم می‌شود. اما سوال مهم این است که این مواد به کجا می‌روند؟

نقطه‌ای را که مواد مکیده شده به آن وارد می‌شوند «تکینگی» می‌گویند که در حال حاضر فقط یک توصیف نظری بر اساس معادلات فیزیک و ریاضی از آن‌ها در دست داریم. به وسیله معادلاتی که دانشمندان در اختیار دارند، می‌توانند موقعیت این نقطه و شرایط حاکم بر آن را توصیف کنند. البته به صورت ریاضی، چرا که ما شاهدی فیزیکی و تجربی از درون تکینگی در دست نداریم. همه معادلات ریاضی و فیزیکی، ویژگی‌های این نقطه را در قالب «بی‌نهایت» توصیف می‌کنند، مانند کوچکی بی‌نهایت و چگالی بی‌نهایت و انحنای بی‌نهایت!

تکینگی موجودیتی عجیب دارد، زیرا عبارت است از جسم یا وجودی در طبیعت که ماده و انرژی در یک «نقطه» متراکم شده‌اند! و ازین‌رو خواص اعجاب انگیز و دور از ذهنی هم خواهد داشت.

آموزش نجوم ساختار سیاه چاله

ساختار سیاه چاله

        ۲ـ  افق رویداد و شعاع شوارتزشیلد:

افق رویداد یک سطح است، سطحی مرزی که دیگر از آن نوری خارج نمی‌شود. در حقیقت هویت یک سیاه چاله با افق رویدادش مشخص می‌شود، این سطح ناحیه تاریکی در فضا را مشخص می‌کند که سرعت فرار در این سطح از سرعت نور بیشتر است. به طور معمول هم اصطلاح «سیاه چاله» را به این منطقه از فضا می‌گویند. هر چیزی (چه ذرات مادی و چه فوتون‌های نور) که به این سطح مرزی برسد، دیگر نمی‌تواند از آن فرار کند و به ناچار به داخل تکینگی کشیده می‌شود. فاصله بین تکینگی تا افق رویداد را شعاع شوارتزشیلد می‌نامند. اندازه این شعاع هم بزرگی سیاه چاله را مشخص می‌کند که ارتباط مستقیم دارد با جرم موجود در سیاه چاله. پس اگر سیاه چاله‌ای در حال مکیدن ماده به درون خود باشد، دائما اندازه‌اش هم بزرگتر خواهد شد.

        ۳ـ  اِرگوسفر (کارکره):

اِرگوسفر ناحیه‌ای است در اطراف افق رویداد که نیروی گرانش شروع به تحت تأثیر قرار دادن حرکت اشیاء نزدیک می‌کند. مواد و اجسامی که در این ناحیه باشند، دیگر نمی‌توانند در مدت طولانی به حالت پایدار در فضا باقی بمانند. با توجه به فاصله بین جسم و افق رویداد، شدت نیروی گرانش می‌تواند بسیار زیاد یا ضعیف باشد. در نزدیکی افق رویداد که سرعت فرار به سرعت نور نزدیک می‌شود، شدت نیروی گرانش باعث خرد شدن اجسام شده و سرانجام مواد آن‌ها را به داخل سیاه چاله فرو می‌کشد.

در فاصله‌های دورتر از ارگوسفر، عملا اثرات خاصی مشاهده نخواهد شد و می‌توان آن‌جا را ناحیه امن نام گذاشت. اجسامی هم که در محدوده ارگوسفر قرار بگیرند، در صورتی که بتوانند به سرعتی بالاتر از سرعت فرار در آن ناحیه برسند، خواهند توانست از قید آن فرار کنند.

تئوری نسبیت عام پیش بینی می‌کند که هر جسم چرخانی فضا-زمان اطرافش را به همراه خود می‌پیچاند. و همین ویژگی باعث می‌شود تا ارگوسفر فقط ویژه سیاه چاله‌ها نباشد و اطراف هر جسم معمولی کیهانی نظیر زمین، سیارات و ستارگان هم وجود داشته باشد. ولی ویژگی‌های سیاه چاله خیلی عجیب و غریب است!

۴ـ  اندازه سیاه چاله:

همان‌طور که در بحث گذشته مورد توجه قرار گرفت، سیاه چاله به عنوان ناحیه‌ای در درون افق رویداد در نظر گرفته می‌شود. با توجه به محاسبات تئوری و نتایج رصدی، اگر یک سیاه چاله ۱۰ برابر خورشید جرم داشته باشد، شعاعی حدود ۳۰ کیلومتر خواهد داشت، درحدود اندازه یک سیارک. این نشان می‌دهد که سیاه چاله‌ها اجسام بسیار کوچکی هستند. البته سیاه چاله‌های بسیار پرجرم در مرکز کهشکان‌ها به نسبت از این اندازه بزرگترند، ولی بازهم در مقابل اندازه اجسام کیهانی، خیلی کوچکند. مثلا تخمین زده شده که افق رویداد سیاه چاله «A* قوس» در حد مدار سیاره عطارد باشد. ولی تصور می‌شود ارگوسفر فعال آن ۱۰ روز نوری قطر دارد.

۵ـ  چگونه می‌توانیم یک سیاه چاله را آشکار کنیم؟

به چند روش می‌توان وجود سیاه چاله را آشکار کرد که عبارتند از:

     ۱ـ  حرکت اجرام مجاور:

با توجه به جذب کامل نور توسط سیاه چاله، غیرممکن است که بتوان آن را به صورت مستقیم مشاهده کرد. همانطور که نمی‌توانیم باد را مستقیما مشاهده کنیم ولی از حرکت و جنبش برگ درختان پی به حضور باد می‌بریم. جرم زیاد سیاه چاله‌ها هم باعث می‌شود که بتوانیم اثراتی را که بر حرکت اجسام مجاورش می‌گذارد مشاهده کنیم و از این طریق وجودش را اثبات کنیم.

پژوهشگران زیادی از سال ۱۹۹۸ میلادی شروع به جمع‌آوری اطلاعات مداری ۹۰ ستاره‌ای که در همسایگی «A* قوس» قرار دارند، کردند و توانستند مسیر حرکت و نحوه حرکت‌شان را به دور یک نقطه مشترک در فضا مشخص کنند. با استفاده از قوانین مداری کپلر، و به کار بردن این داده‌ها توانستند اطلاعات دقیقی از موقعیت و جرم آن سیاه چاله مرکزی کهکشان راه شیری را به دست آورند.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی

مدار چند ستاره در مرکز راه شیری

     ۲ـ  تابش‌های اشعه X:

همان‌طور که مواد میان ستاره‌ای به سوی یک سیاه چاله کشیده می‌شوند، شتاب می‌گیرند. و هر چه به سیاه چاله نزدیک‌تر می‌شوند، این شتاب بیشتر و بیشتر می‌شود. از طرفی همین شتاب باعث می‌شود که دمای آن‌ها بالا رود. این افزایش دما به قدری زیاد می‌شود که این گازها به دماهای چندین میلیون درجه سانتیگراد (کلوین) می‌رسند و یونیزه می‌شوند. ذرات این گازها یونیزه به علت شتاب و گرمای بسیار زیادی که دارند، از خود پرتوهای ایکس قوی تابش می‌کنند. این وضعیت را به دو طریق می‌توانیم آشکار کنیم: یا به کمک تلسکوپ‌های پرتو ایکس به صورت مستقیم مشاهده کنیم، یا به کمک اجسامی که این پرتوهای ایکس آن‌ها را برانگیخته کرده و در حال تابشند. معمولا این آثار را به صورت خروج دو جت قدرتمندِ مواد و پرتوها از دو قطب آن محدوده رصد می‌کنیم.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی سیاه چاله مرکز کهکشان

جت فورانی از مرکز کهکشانM87

به طور معمول این جت‌های پرتوی ایکس برای یک سیاه چاله ثابت و پایدار نیستند. زیرا تغذیه یک سیاه چاله کاملا تصادفی است و وابسته به مقدار ماده‌ای است که به ارگوسفر آن وارد می‌شود. سیاه چاله مرکزی راه شیری، اکنون خیلی آرام است زیرا بیشتر ماده‌ای که در مجاورت آن قرار دارد جذب آن شده و عملا ماده زیادی در نزدیکی آن نیست تا آن را ببلعد. اما دیگر کهکشان‌ها در این مورد بسیار فعالند و تابش‌های ایکس قوی از هسته آن‌ها آزاد می‌شود. یکی از معروف‌ترین آن‌ها هسته کهکشان M87 است. (تصویر بالا)

     ۳ـ  لنزهای گرانشی:

بر اساس تئوری نسبیت عام، سیاه چاله هم مانند هر جسم جرم دارِ دیگری، فضا-زمان اطراف خود را خمیده می‌کند. اما چون در این اجسام مقدار بسیار زیادی ماده در یک فضای بسیار کوچک فشرده شده است، پس اثر بسیار قدرتمندی را بر روی ساختار فضا-زمان و خمیدگی آن می‌گذارد. اگر یک سیاه چاله در کنار مسیر نور یک جسم دورتر قرار داشته باشد، می‌تواند موجب ایجاد یک لنز گرانشی برای تصویر آن جسم دوردست شود و از این طریق می‌توان به وجود سیاه چاله پی برد. ولی از آن جهت که سیاه چاله‌های ستاره گون (جرم-ستاره‌ای) حجم فعال بسیار کوچکی در فضا دارند، عملا شاید بتوان سیاه چاله‌های بسیار پرجرم را از این طریق آشکارسازی کرد.

آموزش نجوم توسط محمد همایونی لنزهای گرانشی

طرحی از نحوه کار لنزهای گرانشی

اولین تصویر این مقاله هم نشان دهنده اثر لنز گرانشی‌ای است که یک سیاه چاله فرضی می‌تواند از تصویر اجسام دوردست ایجاد کند. البته این یک تصویر هنری است.

۶ـ  وضعیت جهان در تکینگی:

از نظر ریاضی، تکینگی عبارت است از شرایطی که معادلات موجود نمی‌توانند نتایج معتبری را ارائه دهند. معادلات فعلی ما که بر اساس تئوری نسبیت عام بنا شده‌اند نمی‌توانند توصیف موفقی از شرایط تکینگی را ارائه دهند. زیرا معادلات و مقیاسی که در نسبیت عام به کار می‌روند در حد ابعاد و اندازه‌های بسیار بزرگ عالم است ولی تکینگی یک ویژگی بسیار کوچک کوانتومی است. بنابراین شاید مکانیک کوانتومی بتواند آن را توصیف کند، ولی هنوز پل ارتباطی مناسبی بین این دو نظریه برای توصیف ویژگی‌های تکینگی پیدا نشده است.

۷ـ  تابش سیاه چاله و نابودی آن!

نکته‌ای جالب وجود دارد که استفان هاوکینگ به کمک معادله تابش خودش نشان داد که در واقع سیاه چاله‌ها می‌توانند انرژی از خود تابش کنند (یک چیز بسیار عجیب!). محاسبات هاوکینگ پیش بینی می‌کنند که بر اثر این تابش‌های کوانتومی، انرژی سیاه چاله در گذر زمان کاهش می‌یابد و به تبع آن از جرم آن هم کم خواهد شد. به عبارتی پس از گذشت زمان لازم، سیاه چاله‌ها تبخیر خواهند شد و به صورت ابدی نخواهند ماند. البته این زمان بسیار بسیار زیاد است.

آموز نجوم تابش هاوکینگ

دیاگرام تابش هاوکینگ از سیاه چاله ها

عکس فوق شمایی است از مکانیزم تابش هاوکینگ در جوار افق رویداد یک سیاه چاله در گذر زمان.

 

آرزوی ما موفقیت و لذت روزافزون شما از درک بیشتر این آیات الهی و عظمت آفرینش است.

موفق باشید.

نویسنده:

محمد همایونی