مه تاریک در آسمانی ستاره‌باران شکل می‌گیرد

فرایند تولد ستاره‌ها در درون گهواره‌های متراکمی از گاز و غبار پنهان شده است. با این حال، اگر بدانید دنبال چه چیزی باید بگردید، می‌توانید نشانه‌های این فرایند بنیادی کیهانی را در سراسر آسمان ببینید. ابر مولکولی «سیرکینوس غربی» (Circinus West) یکی از این مناطق تولد ستاره‌هاست که در فاصله‌ای حدود ۲۵۰۰ سال نوری از ما قرار دارد. این ناحیه از همه چیز برخوردار است: از سحابی‌های تاریک گرفته تا اجرام پیش‌ستاره‌ای و ستارگان تازه متولد شده، تا حتی بازمانده‌های کم‌نور ستارگانی که پیش‌تر مرده‌اند.

به‌تازگی، قدرتمندترین دوربین نجومی جهان، نگاهی عمیق به بخش غربی این منطقه‌ی زایش ستاره‌ای در آسمان نیم‌کره جنوبی انداخته است. دوربین انرژی تاریک (Dark Energy Camera) با وضوح بسیار بالا که دارای ۵۷۰ مگاپیکسل است و روی تلسکوپ چهارمتری ویکتور بلانکو در رصدخانه بین‌آمریکایی سرو تولولو در شیلی نصب شده، تصویری از یک سحابی تاریک عنکبوتی‌شکل ثبت کرده که بر پس‌زمینه‌ای پرستاره قرار گرفته است. این ابر سایه‌گون، ستاره‌های نوزادی را در اعماق سرد خود پرورش می‌دهد. این اجرام پیش‌ستاره‌ای سرانجام راه خود را از درون این ابر باز می‌کنند و خارج می‌شوند.

در اطراف این سحابی تاریک در سیرکینوس غربی، نور ستارگان تازه‌متولدشده از درون می‌درخشد. این ستارگان همچنین فوران‌هایی از ماده را به بیرون پرتاب می‌کنند که باعث فرسایش و ایجاد حفره‌هایی درون ابر مولکولی تاریک می‌شود. یکی از این مناطق، ناحیه‌ای به نام Cir-MMS است که در آن تابش شدید یک ستاره نوزاد در حال ایجاد حفره‌ای در اطراف خود است. در این منطقه، اجرام هربیگ-هارو فراوان‌اند و به ستاره‌شناسان می‌گویند که فعالیت تولد ستاره در این بخش بسیار بالاست.

مقدمه‌ای بر تولد ستارگان: کشف اسرار آسمان

فرایند کلی تولد ستاره‌ها به‌خوبی شناخته شده است. یک ابر مولکولی سرد، مانند همان‌که در سیرکینوس غربی دیده می‌شود، تحت تأثیر گرانش شروع به فروپاشی می‌کند. فعالیت‌هایی در اطراف آن، مانند انفجار یک ابرنواختر یا عبور یک ستاره دیگر، ممکن است به این ابر ضربه‌ای وارد کرده و فروپاشی آن را آغاز کند. در متراکم‌ترین بخش‌های ابر، دما و فشار به‌تدریج افزایش می‌یابد، زیرا ماده بیشتری به آن جذب می‌شود.

در نهایت، شرایطی فراهم می‌شود که در آن یک پیش‌ستاره آغاز به تابش نور و انرژی می‌کند. با ادامه شکل‌گیری، این پیش‌ستاره جت‌هایی از ماده را به بیرون پرتاب می‌کند. این جت‌ها و تابش فرابنفش شدید آن، حفره‌هایی عظیم در ابر مادر ایجاد می‌کنند؛ فرایندی که به آن تبخیر نوری (photo-evaporation) گفته می‌شود. به‌بیان ساده، نور فرابنفش مولکول‌های ابر را تبخیر می‌کند. سرانجام، در مرکز این پیش‌ستاره، دما و فشار به‌اندازه‌ای بالا می‌رود که همجوشی هسته‌ای آغاز می‌شود. در این نقطه است که یک ستاره متولد می‌شود.

نقش دوربین انرژی تاریک در شناخت تولد ستاره‌ها

این خلاصه‌ای از روند تولد ستاره‌هاست، اما مانند بسیاری از پدیده‌های کیهانی، جزئیات اهمیت زیادی دارند. ستاره‌شناسان با مطالعه مناطقی مانند سیرکینوس غربی، سحابی شکارچی (اوریون) و دیگر گهواره‌های ستاره‌ای، سعی دارند اطلاعات دقیق‌تری از این فرایند به دست آورند.

دوربین انرژی تاریک به دلیل میدان دید وسیع و وضوح بالای خود، امکان مشاهده‌ی دقیق‌تر ساختارهای پیچیده را فراهم می‌کند. به‌عنوان مثال، در تصویر سیرکینوس غربی، یک سحابی سیاره‌ای نیز دیده می‌شود. این سحابی بقایای ستاره‌ای مانند خورشید است که پس از پایان عمر خود، لایه‌های بیرونی‌اش را بیرون ریخته و هسته‌اش به یک کوتوله سفید تبدیل شده است. یافتن یک سحابی سیاره‌ای در منطقه زایش ستاره‌ای، اطلاعاتی درباره‌ی تکامل و منشأ ستارگان آن منطقه ارائه می‌دهد.

تصاویر دوربین انرژی تاریک همچنین نمایی دقیق از فوران‌های گازی اجرام هربیگ-هارو ارائه می‌دهد که از ستاره‌های در حال شکل‌گیری خارج می‌شوند. این داده‌ها نشان می‌دهد که ستاره‌های تازه‌متولدشده چگونه محیط اطراف خود را تحت تأثیر قرار می‌دهند. به‌علاوه، نمای میدان‌وسیع این منطقه تاریک اطلاعات بیشتری درباره رفتار ابرهای مولکولی و نقش آن‌ها در تشکیل ستارگان کهکشانی ارائه می‌دهد.

ارتباط با خورشید

در مقیاسی نزدیک‌تر، ستاره‌شناسان می‌توانند با مقایسه این مناطق با سایر مناطق زایش ستاره‌ای، اطلاعاتی درباره‌ی نحوه‌ی تولد خورشید و سیارات منظومه شمسی به دست آورند. این فرایند حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش با فروپاشی یک ابر مولکولی مشابه آنچه در سیرکینوس غربی می‌بینیم آغاز شد. خورشید از میان این ابر شکل گرفت و تنها ستاره‌ای نبود که از آن زاده شد.

برخی برآوردها نشان می‌دهد که تولد خورشید، از آغاز فروپاشی تا شروع همجوشی هسته‌ای، حدود ۵۰ میلیون سال طول کشیده است. به‌احتمال زیاد خورشید جوان نیز مرحله هربیگ-هارو را پشت سر گذاشته است. سیارات منظومه شمسی نیز از مواد باقیمانده‌ی این فرایند شکل گرفته‌اند.

از آن‌جایی که این فرایند در سیرکینوس غربی هم فعال است، اکنون اخترشناسان می‌توانند آنچه را که در این تصویر می‌بینند با سایر مناطق تولد ستاره‌ها در کهکشان مقایسه کرده و درک عمیق‌تری از چگونگی زایش ستاره‌ها در سراسر کیهان به دست آورند.