نوشته‌ها

ابرنواختر جدید در M77

ابرنواختر جدید در کهکشان M77

ابرنواختر جدید در کهکشان M77

ابرنواختر جدید

روز شنبه ۳ آذر ۱۳۹۷ اخترشناسان اعلام کردند که یک ابرنواختر از قدر ظاهری ۱۵ را در کهکشان مارپیچی M77 ثبت کرده‌اند. بررسی طیف این ابرنواختر نشان داد که از نوع ابرنواخترهای II (ستارگان جوانِ عظیم و منفردی که سرشار از هیدروژن هستند) است.

انفجارهای ابرنواختری که به صورت ظهور ستاره‌ای جدید دیده می‌شوند؛ از جمله پدیده‌های نادر در کیهان هستند و مطالعه آن‌ها برای اخترشناسان بسیار ارزشمند و مهم است. ابرنواختران، انفجارهای عظیم و وحشتناک ستاره‌ای هستند که طی آن نور ستاره تا صدها میلیون برابر افزایش یافته و مقادیر بسیار زیادی از ماده ستاره‌ به فضا پرتاب می‌شود. نوعِ دوم ابرنواخترها (II) در مراحل پایانی عمر ستاره‌های سنگینی اتفاق می‌افتند که معمولا بیش از ۲۵ برابر خورشید جرم دارند.

در اثر همین انفجارهاست که عناصر سنگینی که در هسته ستاره تولید شده‌اند، به فضا پرتاب شده و پس از گذشت دوران‌هایی می‌توانند در تشکیل ستاره‌های نسل‌های بعدی و ایجاد منظومه‌های سیاره‌ایِ جدید شرکت کنند.

در این ستاره تازه کشف شده، مواد حاصل از انفجار با سرعتی در حدود ۱۳۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه در حال ترک ستاره هستند. یعنی در هر ثانیه کمی بیش از قطر کره زمین را در فضا حرکت می‌کنند!

کهکشان M77 در فاصله ۴۷ میلیون سال نوری از ما قرار دارد. یعنی این انفجار ۴۷ میلیون سال قبل اتفاق افتاده و پس از گذشت این زمان، نور آن به چشمان ما رسیده است. در تصویر زیر که توسط تلسکوپ فضایی هابل از این کهکشان گرفته شده است، می‌توان جزئیات زیادی ساختار آن را مشاهده کرد. مکان تقریبی ابرنواختر جدید را در آن علامت زده‌اند.

تصویر هابل از M77

مکان ابرنواختر جدید در کهکشان M77

رصد و مشاهده:

کهکشان M77 را به راحتی می‌توان در نزدیکی ستاره دلتا ـ نهنگ (دلتای صورت فلکی نهنگ یا قیطس) در قسمت جنوبی آسمان مشاهده کرد. کهکشان را می‌توان به کمک یک تلسکوپ کوچک (حداقل ۳ اینچی) مشاهده کرد؛ اما برای دیدن ابرنواختر ۲۰۱۸ivc  به تلسکوپی با دهانه ۱۰ اینچ و بزرگ‌تر نیاز است. این ستاره جدید در لبه قسمت روشن مرکزی کهکشان دیده می‌شود.

مکان کهکشان M77 در صورت فلکی قیطس

موقعیت کهکشان M77

 

توصیه می‌کنم در همسایگی کهکشان M77 سری هم به ستاره معروف میرا بزنید. میرا از جمله معروف‌ترین متغیرهای آسمان است که در این روزها در روشن‌ترین وضعیت خودش و از قدر ظاهری ۴ می‌درخشد و می‌توان آن را با چشم غیرمسلح دید. این ستاره در کم‌نورترین حالتش، فقط با دوربین دوچشمی یا تلسکوپ قابل مشاهده خواهد بود.

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

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

تپ اختر تنبل! SXP 1062

ستاره شناسان شواهدی از وجود یک تپ اختر را درون بقایای یک انفجار اَبَرنواختری در نزدیکی کهکشان راه شیری پیدا کرده‌اند. این تپ اختر در ابرکوچک ماژلانی در فاصله ۱۸۰٫۰۰۰ سال نوری از ما قرار گرفته است. نام آن را SXP 1062 گذاشته‌اند و در کنار یک سحابی بزرگ و زیبای ستاره ساز در این کهکشان نزدیک مشاهده می‌شود. تلسکوپ‌های پرتو ایکس چاندرا و نیوتن کمک کرده‌اند تا خصوصیات این تپ اختر تنبل را محاسبه کنند.

(با کلیک بر روی عکس ها، آنها را بزرگتر ببینید)

تپ اختر SXP1026

تپ اختر SXP1026 در کنار یک سحابی زیبا

(برای آشنایی با تپ اخترها مقاله «ستارگان نوترونی و تپ اخترها» را ملاحظه کنید.)

اما چرا تنبل!

همانطور که می‌دانیم، تپ اخترها به علت کوچکی بسیار زیاد، سرعت دوران بسیار زیادی دارند، و نهایتا پس از مدت زیادی که از عمرشان گذشت آرام آرام سرعت چرخش‌شان کاهش می‌یابد تا در حد چند ثانیه برسد. ولی این تپ اخترِ جوان به قدری آهسته می‌چرخد که در هر ۱۸ دقیقه یک بار به دور خودش می‌گردد. به همین خاطر آن را با صفت «تنبل» معرفی کردم.

SXP 1062  اولین جسم سریع و چگالی همچون یک تپ اختر است که در بقایای یک ابرنواختر در کهکشان ابر ماژلانی کوچک کشف شده است. (دسامبر ۲۰۱۱) ابرهای ماژلانی از جمله کهکشان‌های اقماری راه شیری هستند و ابر ماژلانی کوچک در صورت فلکی توکان که از صورت‌های فلکی جنوبی است قرار دارد. باید در نیمکره جنوبی باشید تا آن را بتوانید مشاهده کنید.

در این عکس که ترکیبی است از تصاویر نور مرئی رصدخانه Cerro Tololo  واقع در شیلی با تصاویر پرتو ایکس از رصدخانه‌های فضایی چاندرا و نیوتن (رنگ‌های آبی)؛ این تپ اختر را در مرکز ابرهای باقی مانده از ابرنواختر در سمت راست تصویر نشان می‌دهد. بقایای ابرنواختر همچون ابری کمان مانند اطراف ستاره آبی سفید و درخشان ما را گرفته است. از تصویر نور مرئی در سمت چپ این ستاره، یک سحابی بزرگ را در ابر ماژلانی کوچک می‌بینیم که یکی از نواحی فعال ستاره‌زایی در این کهکشان است. پهنای کل این تصویر ۷۴۴ سال نوری است.

تحقیقات اخیر در مقایسه تصویر چاندرا با تصاویر نور مرئی نشان می‌دهد که این تپ اختر یک همدم بسیار داغ و پرجرم دارد. همدمی از نوع ستارگان Be که حضور آن در کنار یک تپ اختر چرخان اثرات اعجاب آوری را از خود به جای می‌گذارد. (به این نوع مجموعه‌ها دوگانه‌های Be/X-ray می‌گویند.)

sxp1062

بقایای ابرنواختری پیرامون تپ اختر

اخترشناسان علاقه خاصی به SXP 1062  دارند، چرا که داده‌های چاندرا و نیوتن نشان می‌دهند این تپ اختر به طرز غیر منتظره‌ای بسیار کند و به آرامی به دور خود می‌چرخد. خصوصا آن‌که یک تپ اختر جوان است و همه تپ اخترهای تازه متولد شده دارای سرعت دوران فوق العاده‌ای هستند. در واقع این ویژگیِ SXP 1062    آن را یکی از کندترین تپ اخترها قرار داده است.

در خصوص سن این تپ اختر، تیم‌های مجزا نتایج مختلفی را به دست آورده‌اند که از ۱۰٫۰۰۰ تا ۴۰٫۰۰۰ سال متغیر است. و این نشان از جوان بودن این تپ اختر می‌دهد. به احتمال بسیار زیاد این ستاره از همان انفجاری که بقایای ابرنواختری اطرافش را ایجاد کرده است، به وجود آمده است. اما آن‌چه که به صورت راز و رمز همچنان باقی مانده این است که چرا چنین تپ اختر جوانی توانسته سرعت دورانش را اینقدر به سرعت کاهش دهد. کشف ساز و کار چنین پدیده‌ای تلاش اخترشناسان را به خود جلب کرده است.

تهیه و تنظیم:

محمد همایونی

در صورت تمایل می‌توانید فایل پی دی اف این مقاله را از لینک زیر دانلود کنید:

[button color=”red” size=”medium” link=”http://setareshenas.com/wp-content/uploads/2016/12/SXP-1062.pdf” icon=”” target=”true”]دانلود کنید[/button]