سحابی پروانه، که به نام علمی NGC 6302 شناخته میشود، نام خود را از شکل شگفتانگیز و بالمانندش گرفته است. دو بال بزرگ و روشن که از دو سوی نواری تیره و پرغبار در مرکز سحابی گسترش یافتهاند، نمایی شبیه پروانهای عظیم در دل کیهان ساختهاند. این ظاهر تنها یک تصویر زیبا برای چشم انسان نیست؛ بلکه آزمایشگاهی طبیعی است که در آن اخترشناسان میتوانند فرآیندهایی را مطالعه کنند که مواد اولیهی لازم برای پیدایش سیارات سنگی مانند زمین را پدید میآورند.
در قلب این سحابی زیبا، یکی از داغترین هستههای ستارهای که تاکنون در کهکشان راه شیری شناسایی شده، درخشان میسوزد. دمای این هسته به حدود ۲۲۰ هزار کلوین میرسد؛ عددی باورنکردنی که بهسختی میتوان آن را در ذهن مجسم کرد. این هسته در واقع بازماندهی ستارهای خورشیدمانند است که روزگاری زندگی پرشکوهی داشت اما اکنون به پایان عمر خود رسیده و به یک “ستارهی مرده” تبدیل شده است.
این هستهی داغ در میان حلقهای از گاز و غبار قرار گرفته که شکل آن شبیه یک دونات یا به زبان علمیتر، یک تورس است. این تورس مانند کورهای عظیم عمل میکند که در آن بلوکهای سازندهی سیارات متولد میشوند. درون این منطقه است که ذرات غبار شکل میگیرند، رشد میکنند و به تدریج به موادی تبدیل میشوند که میتوانند سرآغاز داستان پیدایش سیارات جدید باشند.
مطالعات اخیر نشان دادهاند که این آرامگاه ستارهای میزبان طیف گستردهای از ذرات غبار است. بیشتر غبار کیهانی که در فضا یافت میشود ساختاری نامنظم و دودهمانند دارد. اما آنچه تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) در سحابی پروانه آشکار کرده، بسیار فراتر و شگفتانگیزتر است. این تلسکوپ موفق شد هم دانههای غبار بلوری را ببیند که مانند جواهرات کوچک در فضا میدرخشند و هم ذرات نامنظمی که در نواحی آشفته و پرآشوب شکل گرفتهاند.
دکتر میکاکو ماتسورا از دانشگاه کاردیف دربارهی این کشف چنین میگوید:
«ما توانستیم هم سنگهای قیمتی خنکی را ببینیم که در مناطق آرام و پایدار بهوجود آمدهاند و هم ذرات دودهای داغ و آتشین را که در بخشهای پرخشونت و سریع فضا شکل میگیرند، آن هم تنها در یک جرم آسمانی.»
این ذرات غبار از دیدگاه کیهانی بسیار بزرگاند؛ هرکدام در حدود یک میلیونیم متر قطر دارند. این اندازه به ما میگوید که آنها مدتهاست در حال رشد هستند. درون همان تورس، ترکیبی از سیلیکاتهای بلوری مانند کوارتز و همچنین ذراتی با شکلهای نامنظم وجود دارد. این تنوع مواد میتواند بعدها در فرایند شکلگیری سیارات به کار رود و در ترکیب نهایی اجرام سنگی نقش مهمی داشته باشد.
اما شگفتیها به همینجا ختم نمیشوند. پژوهشها نقشهی شیمیایی جالبی از سحابی به دست دادهاند. عناصر مختلف در این فضا لایهبندی میشوند و موقعیت آنها به مقدار انرژی لازم برای تبدیل شدنشان به یون بستگی دارد. برای نمونه، آهن و نیکل در قالب فوارههایی قدرتمند از ستارهی مرکزی به بیرون پرتاب میشوند، در حالی که عناصر دیگر در فاصلههای متفاوتی از مرکز مستقر میشوند.
یکی از یافتههای غیرمنتظره، کشف مولکولهای هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای (PAHs) بود. این مولکولها ترکیبات پیچیدهی کربنپایه هستند که ساختاری حلقهای و تخت دارند و شبیه به لانهزنبوریاند. روی زمین، PAHها را در دود آتش، اگزوز خودروها یا حتی نان سوخته مییابیم. اما حضور آنها در محیطی سرشار از اکسیژن مانند سحابی پروانه شگفتانگیز است.
دانشمندان احتمال میدهند این مولکولها زمانی شکل میگیرند که بادهای ستارهای حبابهایی در گازهای اطراف ایجاد کنند و این حبابها سپس منفجر شده و محیطی مناسب برای شکلگیری PAHها فراهم کنند. اگر این فرضیه درست باشد، این نخستین شواهد از تشکیل PAHها در یک سحابی سیارهای غنی از اکسیژن خواهد بود؛ کشفی که میتواند اطلاعات حیاتی دربارهی چگونگی شکلگیری بلوکهای سازندهی حیات در فضا در اختیار ما قرار دهد.
برای سالها، یکی از معماهای بزرگ اخترشناسی این بود که ذرات غبار کیهانی چگونه در محیط خشن و پرانرژی فضا شکل میگیرند و رشد میکنند. سحابی پروانه پاسخی کلیدی به این پرسش در اختیار ما میگذارد. این سحابی هم نواحی آرامی دارد که در آنها غبار بلوری میتواند بهآرامی و در طولانیمدت شکل بگیرد و هم مناطق خشنی که در آنها ذرات در مدت کوتاهی ساخته و نابود میشوند. همین تنوع به دانشمندان امکان میدهد که مراحل مختلف چرخهی کیهانی را در یک مکان واحد مشاهده کنند: از مرگ یک ستاره تا تولد احتمالی سیارات آینده.
درک این فرآیندها به ما کمک میکند تا مسیر شگفتانگیز ماده را دنبال کنیم؛ مسیری که از مرگ ستارهها آغاز میشود و به تولد سیارات ختم میگردد. این ذرات ریز غبار، که در نگاه نخست بیاهمیت به نظر میرسند، سرانجام با جذب یکدیگر و پیروی از نیروی گرانش، تودههایی بزرگتر میسازند. این تودهها در گذر زمان به دنبالهدارها، سیارکها و در نهایت به سیارات سنگی تبدیل میشوند؛ همان اجرامی که منظومههای سیارهای، از جمله منظومهی شمسی ما، را شکل دادهاند.
به همین دلیل است که مطالعهی سحابی پروانه تنها نگاهی شاعرانه به زیباییهای کیهان نیست؛ بلکه پنجرهای به رازهای آفرینش است. در این بالهای درخشان و گسترشیافته، سرگذشت مادهای نوشته شده که روزی میتواند به خانهای برای حیات بدل شود. شاید همانطور که امروز بر روی زمین زندگی میکنیم، در آینده نیز سیاراتی دور، ساخته از غبار پروانههای کیهانی دیگر، میزبان شکلهای تازهای از حیات باشند.