به افتخار ۲۵ سال خدمت، رصدخانه جمینای سحابی پروانه را با جزئیات بی‌نظیر تصویربرداری کرد

سحابی پروانه یکی از همان اجرام کیهانی است که بی‌درنگ نگاه ما را به خود می‌کشاند و حتی نوعی شیفتگی در ما برمی‌انگیزد. این جرم با نام‌های دیگری مانند NGC 6302 یا سحابی حشره نیز شناخته می‌شود، اما فارغ از اینکه چه نامی بر آن بگذاریم، منظره خیره‌کننده‌ای از گازهای یونیزه دارد که چشم انسان را مسحور می‌کند.
در واقع، سحابی پروانه و هم‌خانواده‌هایش شاید بیش از هر نوع جرم آسمانی دیگری در ایجاد علاقه عمومی به نجوم نقش داشته باشند.

رصدخانه جمینای جنوبی (Gemini South) یک تلسکوپ اپتیکی/فروسرخ با دهانه ۸/۱ متر است که بر فراز رشته‌کوه‌های آند در شیلی قرار دارد. این تلسکوپ، همتایی به نام جمینای شمال در هاوایی دارد.
جمینای جنوبی به مناسبت ۲۵ سال فعالیت علمی خود جشن گرفته است. در همین راستا، بنیاد ملی علوم آمریکا (NSF) که مدیریت این تلسکوپ را بر عهده دارد، یک مسابقه تصویربرداری برگزار کرد. این رقابت با نام مسابقه تصویر «نخستین نور» برای سالگرد جمینای تعریف شد. در این مسابقه از دانش‌آموزان شیلی دعوت شد تا جرمی را به عنوان هدف تصویربرداری برای سالگرد ۲۵ سالگی جمینای جنوبی انتخاب کنند.
(جمینای شمال پیش‌تر در ژوئن ۲۰۲۴ سالگرد ۲۵ سالگی خود را جشن گرفته بود.)

در یک نظرسنجی، دانش‌آموزان باید از میان گزینه‌هایی مانند سحابی‌های ستاره‌زا، بقایای ابرنواختری، خوشه‌های ستاره‌ای، سحابی‌های سیاره‌نما، یا کهکشان‌ها، یکی را انتخاب می‌کردند.
گزینۀ منتخب آن‌ها سحابی پروانه بود؛ جرمی که در طبقه‌بندی نجومی یک سحابی سیاره‌نما محسوب می‌شود.

البته همان‌طور که بسیاری از علاقه‌مندان می‌دانند، «سحابی سیاره‌نما» هیچ ارتباطی با سیاره‌ها ندارد. نام این دسته از سحابی‌ها تنها به این دلیل انتخاب شده که در گذشته، در تلسکوپ‌های اولیه مانند قرصی کوچک شبیه سیارات دیده می‌شدند و نام اشتباهی برایشان جا افتاد.

زیبایی و ساختار سحابی پروانه

سحابی پروانه حدود ۳۰۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد و در صورت فلکی عقرب (Scorpius) قرار گرفته است.
این جرم از نوع سحابی سیاره‌نمای دوقطبی است؛ یعنی دو لوب گازی در دو جهت مخالف از ستاره پیری که اکنون به یک کوتوله سفید تبدیل شده، بیرون زده‌اند. درست همین شکل دو لُبی است که آن را به جرمی تقریباً فوراً قابل‌تشخیص بدل می‌کند.

ستاره‌ای که روزگاری ستاره‌ای معمولی از رده دنباله اصلی بود، پس از طی عمر طبیعی خود، به یک غول سرخ تبدیل شد.
وقتی ستاره به غول سرخ تبدیل می‌شود، همجوشی هیدروژن در هسته‌اش متوقف می‌شود و به تدریج به همجوشی عناصر سنگین‌تر می‌پردازد.

سرانجام آن‌قدر جرم از دست می‌دهد که کاملاً ناپایدار می‌شود. بادهای ستاره‌ای نیرومندش شروع به بیرون‌زدن لایه‌های گازی می‌کنند و همین گازهای بیرون‌رانده شده، بعدها سحابی را شکل می‌دهند.

در مرکز سحابی، کوتوله سفید قرار دارد، یعنی بازمانده ستاره. این کوتوله سفید یکی از داغ‌ترین ستارگان شناخته‌شده است.
دمای سطحی آن حدود ۲۵۰ هزار درجه سانتی‌گراد (۴۵۰ هزار درجه فارنهایت) است که نشان می‌دهد ستاره مادر، در گذشته ستاره‌ای بسیار پرجرم بوده است.

اکنون این کوتوله سفید جرم بسیار کمتری دارد، چون در جریان مرگ ستاره، مقدار عظیمی از گازهایش به فضا رانده شده‌اند. این ستاره داغ و کوچک تا مدت‌ها پنهان بود و تنها در سال ۲۰۰۹ توسط تلسکوپ فضایی هابل شناسایی شد.

سحابی پروانه به عنوان یک سحابی گسیلشی (Emission Nebula) شناخته می‌شود، زیرا نور فرابنفشی که از کوتوله سفید بسیار داغ منتشر می‌شود، گازهای بیرون‌ریخته را یونیزه می‌کند و باعث درخشندگی خیره‌کنندۀ آن می‌شود.

تاریخچه شکل‌گیری بال‌های پروانه

ستاره مادر حدود ۲۰۰۰ سال پیش آخرین لایه‌های بیرونی خود را از دست داد؛ زمانی که هنوز یک غول سرخ عظیم با قطری حدود ۱۰۰۰ برابر خورشید بود.
این لایه‌های بیرونی با سرعت کم بیرون آمدند و اکنون همان نوار تاریک و دونات‌مانندی را تشکیل می‌دهند که در مرکز سحابی دیده می‌شود.

اما گاز دیگری نیز در جهتی عمود بر این نوار به بیرون رانده شد. این امر سبب شد دو لُب بزرگ—یا به عبارتی بال‌های پروانه—تشکیل شوند.

اما ماجرا به همین‌جا ختم نشد.
در واپسین لحظات زندگی ستاره، توده‌ای از باد ستاره‌ای فوق‌العاده قدرتمند با سرعتی حیرت‌آور، یعنی بیش از سه میلیون کیلومتر بر ساعت (حدود ۱/۸ میلیون مایل بر ساعت)، از ستاره بیرون رانده شد.

زمانی که این باد بسیار سریع با بادهای کندتر پیشین برخورد کرد، ساختاری پیچیده و شگفت‌انگیز از رشته‌ها، حفره‌ها، گره‌ها و توده‌های گازی شکل گرفت—همگی موادی که زمانی بخشی از خود ستاره بودند.

چرا تصاویر جمینای و هابل متفاوت‌اند؟

تصاویر جمینای جنوبی و هابل هردو از سحابی پروانه حیرت‌انگیزند، اما هر تصویر رنگ‌بندی متفاوتی دارد.
این تفاوت به دلیل نوع کالیبراسیون طیفی در هر تلسکوپ است:

• در تصویر جمینای:
  • رنگ قرمز = هیدروژن یونیزه
  • رنگ آبی = اکسیژن
• در تصویر هابل:
  • رنگ قرمز = نیتروژن
  • رنگ سفید = گوگرد

صرف‌نظر از انتخاب رنگ‌های نمایشی، عناصر موجود در سحابی—شامل هیدروژن، اکسیژن، گوگرد، نیتروژن، آهن و دیگر عناصر—بعدها در چرخه کیهانی، در نسل بعدی ستارگان و سیارات شرکت خواهند کرد.

این همان فرایند مشهور بازیافت کیهانی است: جهان همیشه مواد را از ستارگان مرده می‌گیرد و دوباره از آن‌ها ستارگان و سیارات جدید می‌سازد.

جهانی که نیاکان ما هرگز ندیدند

شگفت‌انگیز است که انسان‌های گذشته هیچ تصویری حتی نزدیک به این نداشتند. آن‌ها از وجود چنین ساختارهای کیهانی بی‌خبر بودند.
نمی‌دانستند که ستارگان چگونه متولد می‌شوند، چگونه می‌بالند و چگونه می‌میرند.
نمی‌دانستند که جهان سرشار از رنگ‌ها، ساختارها و پدیده‌های شگفت‌انگیز است.
نمی‌توانستند حدس بزنند که مرگ یک ستاره می‌تواند چنین زیبایی مسحورکننده‌ای خلق کند.

اما امروز، ما این را می‌دانیم—یا دست‌کم کسانی که کنجکاوی علمی دارند، می‌دانند.
و همین دانش، نگاه ما را به جهان و حتی به زندگی شخصی‌مان تغییر می‌دهد.

سحابی پروانه، فراتر از زیبایی ظاهری‌اش، حقیقت مهمی را آشکار می‌کند:

هیچ چیز در جهان جاودانه نیست و همه‌چیز پیوسته در حال دگرگونی است.

هر ستاره، حتی اگر عمرش میلیاردها یا تریلیون‌ها سال باشد، سرانجام پایان می‌یابد.
در نتیجه، هر سیاره نیز عمری محدود دارد.
هر عصر، هر دوره، هر تمدن، هر گونه زیستی—همه عمر کوتاهی در مقایسه با زمان کیهانی دارند.

و زندگی ما نیز همین‌گونه است.

روزی خواهد رسید که خورشید ما به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و احتمالاً زمین را در خود فرو می‌برد.
زمین نابود خواهد شد و تمام ماده‌ای که بدن همه انسان‌هایی که تا پایان زمان روی آن زندگی کرده‌اند را می‌ساخته، در فضا پراکنده می‌شود—و تبدیل به مواد خام برای نسل‌های بعدی ستارگان و سیارات خواهد شد.

هیچ چیز ابدی نیست.

معجزه دانستن در عصر مدرن

ما خوش‌شانسیم که ابزارهایی مانند تلسکوپ ۲۵ ساله جمینای جنوبی، تلسکوپ فضایی هابل و جیمز وب (JWST) در اختیار داریم تا زندگی ما را با این چشم‌انداز شگرف کیهانی غنی کنند.

این تصاویر نه‌تنها ما را شگفت‌زده می‌کنند، بلکه معنایی عمیق‌تر نیز دارند:
ما بخشی از جهانی بزرگ، زنده، در حال تحول و بی‌پایان هستیم.
سوخت ستاره‌ها، خاک سیارات و حتی سلول‌های بدن ما—همه از خاکستر ستارگان مرده ساخته شده‌اند.

و روزی دوباره بخشی از ستارگان آینده خواهیم شد.