تلسکوپ جیمز وب: کشف ستاره‌های نوزاد در لبه کهکشان راه شیری(تصویر)

در گذشته، ما در مورد این مناطق ستاره‌ساز می‌دانستیم، اما نمی‌توانستیم ویژگی‌های آنها را بررسی کنیم.

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) از زمان پرتابش در روز کریسمس ۱۴۰۰، با رصد کهکشان‌های اولیه در فاصله میلیاردها سال نوری از ما که در زمانی که جهان در بخشی از ۱۳.۸ میلیارد سال کنونی خود قرار داشت، غریبه نیست.

اکنون، تلسکوپ فضایی قدرتمند آن را به لبه نزدیکتر به خانه در کهکشان خودمان، کهکشان راه شیری، هل داده است. تیمی از اخترشناسان، JWST را در حومه کهکشان راه شیری، رصد منطقه‌ای به نام «کهکشان بیرونی شدید» نشان داده‌اند.

این منطقه حدود ۵۸۰۰۰ سال نوری از قلب کهکشان راه شیری یا ‘مرکز کهکشانی’ فاصله دارد. برای مقایسه، منظومه شمسی درست در نیمه راه بین مرکز کهکشانی و لبه راه شیری قرار دارد. این فاصله فقط ۲۶۰۰۰ سال نوری است، بنابراین وقتی برای این مشاهدات جدید می گوییم ‘لبه فوق العاده’، این چیزی بیش از هذلولی است! نتیجه این تمرین هل دادن پاکت کهکشانی، تصویری خیره کننده از خوشه های ستاره ای در بحبوحه یک ‘ستاره فوران’ و یک دوره شدید تولد سریع ستاره است.

ناتسوکو ایزومی، رهبر بخار از دانشگاه گیفو و رصدخانه ملی نجوم ژاپن در بیانیه‌ای گفت: «در گذشته، ما درباره این مناطق ستاره‌ساز می‌دانستیم، اما نمی‌توانستیم در خواص آن‌ها تحقیق کنیم». ‘داده های JWST بر اساس آن چیزی است که ما طی سال ها به صورت تدریجی از رصدهای قبلی با تلسکوپ ها و رصدخانه های مختلف جمع آوری کرده ایم. ما می توانیم تصاویر بسیار قدرتمند و چشمگیری از این ابرها با JWST دریافت کنیم.’

نواحی تولد ستاره راه شیری که توسط تیم با استفاده از دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam) و ابزار فروسرخ میانی (MIRI) JWST مشاهده شد، در داخل مجموعه‌های متراکم و وسیعی از گاز به نام «ابرهای مولکولی» احاطه شده‌اند. دو ابر مولکولی مورد بحث، Digel Cloud 1 و Digel Cloud 2 نامگذاری شده‌اند که طول آن‌ها سال‌های نوری زیادی است و اکنون با جزئیات بی‌سابقه‌ای تصویر شده‌اند.

jwst1 — یک نسخه بزرگنمایی شده از تصویر Digel 2S JWST. (اعتبار تصویر: NASA، ESA، CSA، STScI، M. Ressler (JPL))

از جمله عناصر این خوشه‌ها که در تصاویر قابل مشاهده است، پیش‌ستاره‌های بسیار جوان هستند. این اجسام ستاره‌ای هنوز مواد کافی را از پیله‌های گاز و غبار پیش از تولد جمع‌آوری نکرده‌اند تا بر روی جرم انباشته شوند و همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم در هسته‌هایشان را آغاز کنند، فرآیندی که مشخص می‌کند یک ستاره بالغ یا ‘دنباله اصلی’ چیست.

همانطور که هر والدینی که در نهایت غذای کودک را در موهای خود قرار داده است، به شما خواهند گفت، همه نوزادان مستعد عصبانیت هستند و این ستاره های اولیه تفاوتی ندارند. اما این جهش ها پوره توت فرنگی و موز گربر نیستند (خوشمزه و عالی برای مو). آنها جت ها و خروجی های گاز فوق گرم به نام ‘پلاسما’ هستند. شواهدی از این عصبانیت های ستاره ای در تصویر جدید JWST نیز قابل مشاهده است.

ایزومی افزود: در مورد دیگل کلود ۲، من انتظار نداشتم چنین ستاره‌زایی فعال و جت‌های تماشایی را ببینم.

jwst2 — Digel Cloud 2S همانطور که توسط JWST مشاهده می شود با فلش های سفید که جهت جریان خروجی را نشان می دهد (اعتبار تصویر: NASA، ESA، CSA، STScI، Michael Ressler (NASA-JPL))

ترکیب ابرهای دیگل کمی متفاوت از سایر مناطق کهکشان راه شیری است. آنها فاقد عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم هستند که اخترشناسان به‌طور گیج‌کننده‌ای آن‌ها را «فلزات» می‌نامند.

این طبیعت فقیر از فلز، ابرهای دیگل را به یک پروکسی خوب برای مطالعه کهکشان های کوتوله و برای درک تاریخچه قبلی راه شیری قبل از افزایش غلظت فلزات ستاره های در حال مرگ تبدیل می کند. این تیم به دنبال فعالیت در چهار خوشه ستاره جوان در Digel Clouds 1 و ۲ بودند که به ترتیب 1A، 1B، 2N و 2S نامگذاری شده‌اند.

در 2S، اخترشناسان منطقه‌ای متراکم و فعال از ستارگان جوان را مشاهده کردند که فواره‌های بلندی از مواد را از قطب‌های خود ساطع می‌کردند. این تیم همچنین توانست حضور یک ‘زیرخوشه’ از ستارگان را در 2S تشخیص دهد.

مایک رسلر از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در کالیفرنیای جنوبی، عضو تیم مطالعه و محقق اصلی از برنامه مشاهده گفت: ما از مطالعه سایر مناطق ستاره‌ساز مجاور می‌دانیم که وقتی ستارگان در مراحل اولیه زندگی‌شان شکل می‌گیرند، شروع به انتشار فواره‌های مواد در قطب‌های خود می‌کنند.

آنچه از داده‌های JWST برای من جذاب و حیرت‌انگیز بود این است که چندین جت در جهات مختلف از این خوشه ستارگان پرتاب می‌شوند. این کمی شبیه یک ترقه است، جایی که می‌بینید همه چیز به این طرف و آن طرف تیراندازی می‌کند.

این تازه شروع مطالعه تیم بر روی ابرهای دیگل و کهکشان بیرونی شدید با JWST است. آن‌ها برای حل پازل‌هایی مانند فراوانی نسبی ستارگان با جرم‌های مختلف در خوشه‌های ستاره‌ای Extreme Outer Extreme Outer کهکشان راه شیری را به پیش خواهند برد.

این می تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از چگونگی تأثیر محیط های مختلف بر شکل گیری انواع مختلف ستاره داشته باشند.

ایزومی در پایان گفت: ‘من علاقه مند به ادامه مطالعه چگونگی تشکیل ستاره در این مناطق هستم. با ترکیب داده های رصدخانه ها و تلسکوپ های مختلف، می توانیم هر مرحله از فرآیند تکامل را بررسی کنیم.’ ما همچنین در نظر داریم که دیسک‌های دور ستاره‌ای را در کهکشان بیرونی شدید بررسی کنیم. ما هنوز نمی‌دانیم چرا عمر آنها نسبت به مناطق ستاره‌زایی بسیار نزدیک‌تر به ما کوتاه‌تر است. و البته، من می‌خواهم سینماتیک را درک کنم. جت هایی که در Cloud 2S شناسایی کردیم.’