ستاره‌شناسان بزرگترین ساختار کهکشان راه شیری را کشف کردند

بوکمارک(0)

No account yet? Register

این ساختار رشته‌ای گازی از ابر هیدروژن به طول ۱۶۰۰ سال نوری است.

بوکمارک(0)

No account yet? Register

همان‌طور که می‌دانیم تقریباً ۱۳.۸ میلیارد سال پیش، کیهان در انفجاری عظیم متولد شد که اولین ذرات زیراتمی و قوانین فیزیک را به وجود آورد. حدود 370000 سال بعد، بلوک ساختمانی ستارگان،  هیدروژن تشکیل شده بود که در درون خود هیدروژن و هلیوم را ترکیب می‌کنند تا تمام عناصر سنگین‌تر را ایجاد کنند. در حالی که هیدروژن فراگیرترین عنصر در کیهان است، تشخیص تک تک ابرهای گاز هیدروژن در محیط بین‌ستاره‌ای (ISM) می‌تواند دشوار باشد.

با وجود دشواری تحقیق در مورد مراحل اولیه‌ی تشکیل ستاره که می‌تواند سرنخ‌هایی در مورد تکامل کهکشان ها و کیهان ارائه دهد، یک تیم بین المللی به رهبری ستاره‌شناسان مؤسسه‌ی نجوم ماکس پلانک (MPIA) اخیراً متوجه رشته‌ی عظیمی از گاز هیدروژن اتمی در کهکشان ما شده‌اند. این سازه که “مگی” (Maggie ) نام دارد، در فاصله‌ی 55000 سال نوری از ما (در سمت دیگر کهکشان راه شیری) قرار دارد و یکی از طولانی‌ترین ساختارهایی است که تاکنون در کهکشان ما مشاهده شده است.

بخشی از کهکشان راه شیری که توسط ماهواره گایا ESA اندازه‌گیری شده است (بالا). کادر محل رشته‌ی «مگی» و تصویر با رنگ کاذب (پایین) توزیع هیدروژن اتمی را نشان می‌دهد، خط چین قرمز نشان دهنده‌ی رشته‌ی «مگی» است.

یافته‌های آنها به رهبری جوناس سید، دانشجوی دکترای نجوم دانشگاه مکس پلانک ، اخیراً در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده است. اعضای این تیم بین‌المللی شامل محققانی از دانشگاه وین، مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان (CfA)، بخش نجوم رادیویی مؤسسه‌ی ماکس پلانک (MPIFR)، دانشگاه کلگری، دانشگاه هایدلبرگ، مرکز اخترفیزیک و علوم سیاره ای، مؤسسه نجوم Argelander ، مؤسسه علوم هند و آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) بودند.

این تحقیق که بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده از بررسی خط HI/OH/نوترکیبی راه شیری (THOR) یعنی طول موج‌های رادیویی بلند در حدود 21 سانتی متر به دست آمده، یک برنامه‌ی رصدی است که بر آرایه‌ی بسیار بزرگ کارل جی. جانسکی (VLA) در نیومکزیکو متکی است. این پروژه با استفاده از بشقاب‌های رادیویی دریافت‌کننده‌ی امواج رادیویی با طول موج سانتی‌متری  VLA انجام گرفته، مواردی مانند تشکیل ابرهای مولکولی، تبدیل هیدروژن اتمی به مولکولی، میدان مغناطیسی کهکشان و سایر سوالات مربوط به ISM و تشکیل ستاره را مورد مطالعه قرار می‌دهد.

هدف نهایی این است که تعیین کنیم چگونه دو ایزوتوپ رایج هیدروژن برای ایجاد ابرهای متراکم مولد ستارگان جدید، همگرا می‌شوند. ایزوتوپ‌ها شامل هیدروژن اتمی (H) است که از یک پروتون، یک الکترون و بدون نوترون و هیدروژن مولکولی () – یا دوتریوم – از یک پروتون، یک نوترون و یک الکترون تشکیل شده است. لازم به ذکر است که فقط تراکم ابرهای نسبتاً فشرده باعث ایجاد مناطق یخی می‌شود که در نهایت ستاره‌های جدید از آن ظهور می‌کنند.

روند چگونگی انتقال هیدروژن اتمی به هیدروژن مولکولی هنوز تا حد زیادی ناشناخته است، به همین دلیل کشف این رشته‌ی فوق‌العاده طولانی از هیدروژن آن‌ هم در کهکشان راه شیری یک یافته‌ی هیجان‌انگیز است. در حالی که بزرگترین ابرهای شناخته شده گاز مولکولی معمولاً حدود 800 سال نوری طول دارند، طول مگی 3900 سال نوری و عرض آن 130 سال نوری است. همانطور که سید در بیانیه مطبوعاتی اخیر MPIA توضیح داد:

“موقعیت این رشته به این موفقیت کمک کرده اما هنوز دقیقاً نمی‌دانیم که چگونه به آنجا رسیده است. با توجه به اینکه این رشته حدود 1600 سال نوری زیر صفحه راه شیری گسترش یافته است. مشاهدات همچنین به ما امکان داد تا سرعت گاز هیدروژن را تعیین کنیم. که به ما اجازه داد تا نشان دهیم که سرعت‌ها در امتداد رشته به ندرت با هم فرق دارند.”

تجزیه و تحلیل این تیم نشان داد که ماده‌ی موجود در رشته دارای سرعت متوسط 54 کیلومتر بر ثانیه است. این مقدار با اندازه‌گیری حرکت هیدروژن در برابر چرخش دیسک راه شیری به دست آمده است. بدان معنی است که تابش در طول موج 21 سانتی متر (معروف به “خط هیدروژن”) در پس زمینه‌ی کیهانی قابل مشاهده است و خود به‌طور مستقل ساختاری قابل است. هنریک بیوتر، رئیس THOR و یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: “مشاهدات همچنین به ما امکان داد تا سرعت گاز هیدروژن را تعیین کنیم و بدانیم که سرعت در امتداد رشته به سختی متفاوت است.”

طبق این یافته، محققان به این نتیجه رسیدند که مگی یک ساختار منسجم دارد. این یافته‌ها مشاهداتی را که یک سال قبل توسط خوان دی. سولر، اخترفیزیکدان دانشگاه وین و یکی از نویسندگان مقاله انجام شده بود، تأیید کرد. هنگامی که او این رشته را مشاهده کرد، نام آن را برگرفته از طولانی‌ترین رودخانه در زادگاهش کلمبیا گذاشت یعنی رودخانه‌ی ریو ماگدالنا (به انگلیسی: Margaret یا “Maggie”). با اینکه رشته‌ی مگی در ارزیابی قبلی سولر از داده‌های THOR هم قابل تشخیص بود، اما تنها مطالعه‌ی اخیر ثابت می‌کند که این یک ساختار منسجم است.

بر اساس داده‌های منتشرشده‌ی قبلی، تیم تخمین زد که مگی حاوی 8 درصد هیدروژن مولکولی با کسر جرمی است. در بازرسی دقیق‌تر، تیم متوجه شد که گاز در نقاط مختلف در امتداد رشته همگرا می‌شود، این همگرایی آنها را به این نتیجه رساند که گاز هیدروژن به صورت ابرهای بزرگ در آن مکان‌ها تجمع می‌یابد. آنها همچنین حدس می‌زنند که هیدروژن اتمی به تدریج در آن محیط‌ها به شکل مولکولی متراکم می‌شود.

سید افزود: “با این حال، بسیاری از سوالات بی پاسخ مانده است. داده‌های اضافی به دست آمده باید تحلیل شود، که امیدواریم سرنخ‌های بیشتری در مورد علت کسر گاز مولکولی به ما بدهد، در حال حاضر منتظر تجزیه و تحلیل هستیم.” خوشبختانه چندین رصدخانه‌ی فضایی و زمینی مجهز به تلسکوپ‌هایی برای مطالعه‌ی این رشته‌ها به زودی عملیاتی خواهند شد. بارزترین آن تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) و بررسی‌های رادیویی مانند آرایه کیلومتر مربعی (SKA) است که به ما امکان می‌دهد تا اولین دوره‌ی کیهانی (“سپیده دم کیهانی”) یعنی اولین ستاره‌های کیهان را مشاهده کنیم.

 

 

5/5 - (2 امتیاز)
به اشتراک بگذارید
منبع Universe Today
ممکن است شما دوست داشته باشید
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

go2top