مکاشفه ستاره‌ای

کنار زدن نقاب ستاره‌های جریان ماژلانی پس از جستجوی 50 ساله

مکاشفه ستاره‌ای – ستاره شناسان با شناسایی ستارگان مرتبط با جریان گاز کیهانی که از یک جفت کهکشان مجاور ساطع می شود، یک معمای علمی نیم قرنی را حل کردند.

اجرای هنرمندانه از جریان ستاره ای ماژلانی. نزدیک ترین کهکشان های همسایه راه شیری – ابرهای کوچک و بزرگ ماژلانی – در سمت راست تصویر نشان داده شده اند.

 همانطور که این کهکشان ها به سمت راست حرکت می کنند، جریان گازی ماژلانی در پشت آنها می چرخد، در هم تنیده شده و در سراسر آسمان جنوبی کشیده می شود.

 این تصویر همچنین 13 ستاره غول سرخ کشف شده در جریان ستاره ای ماژلانی را نشان می دهد.

ستاره شناسان با شناسایی ستارگان مرتبط با جریان گاز کیهانی که از یک جفت کهکشان مجاور ساطع می شود، یک معمای علمی نیم قرنی را حل کردند.

نزدیک به پنجاه سال است که اخترشناسان در جستجوی ستارگان در ساختار گسترده ای که به نام جریان ماژلانی شناخته می شود، دست خالی پیدا کرده اند.

 روبان عظیمی از گاز، جریان ماژلانی تقریباً 300 قطر ماه را در سراسر آسمان نیمکره جنوبی می‌پوشاند و در پشت کهکشان‌های ابر ماژلان، دو تا از نزدیک‌ترین همسایگان کیهانی کهکشان راه شیری ما، می‌گذرد.

پیشرفت در شناسایی ستاره

اکنون این جستجوی طولانی ستاره بالاخره به پایان رسیده است.

 محققان مرکز اخترفیزیک | هاروارد و اسمیتسونیان ( CfA ) و همکارانش 13 ستاره را شناسایی کرده‌اند که فاصله‌ها، حرکت و ترکیب شیمیایی آن‌ها ستاره‌ها را کاملاً درون جریان معمایی قرار می‌دهد.

مکان یابی این ستارگان اکنون فاصله واقعی تا جریان ماژلانی را مشخص کرده است و نشان می دهد که از 150000 سال نوری تا بیش از 400000 سال نوری از ما امتداد دارد.

 این یافته‌ها راه را برای نقشه‌برداری و مدل‌سازی جریان ماژلانی با جزئیات بی‌سابقه‌ای هموار می‌کند و بینش جدیدی را در مورد تاریخچه و ویژگی‌های کهکشان ما و همسایگان آن ارائه می‌کند.

ودانت چاندرا، دانشجوی دکترای نجوم و اخترفیزیک در CfA و نویسنده اصلی مطالعه جدیدی که در CfA منتشر شده ، می‌گوید: «جریان ماژلانی بر آسمان نیمکره جنوبی تسلط دارد و کار ما سرانجام ساختار ستاره‌ای را پیدا کرد که مردم دهه‌ها در جستجوی آن بودند».

 مجله Astrophysical که این یافته ها را گزارش می کند.

چارلی کنروی، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: با این نتایج و موارد مشابه دیگر، ما امیدواریم که درک بسیار بیشتری از شکل گیری جریان ماژلانی و ابرهای ماژلانی و همچنین تعاملات گذشته و آینده آنها با کهکشان ما به دست آوریم.

مکاشفه ستاره‌ای

بینش در مورد ابرهای ماژلانی

ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی کهکشان های کوتوله اقماری راه شیری هستند.

 ابرها که با چشم غیرمسلح به صورت نورهای گازی قابل مشاهده هستند، از دوران باستان شناخته شده اند.

 با ظهور تلسکوپ‌های قوی‌تر که قادر به درک پدیده‌های بسیار ضعیفی هستند که چشم ما نمی‌تواند آن را ببیند، ستاره‌شناسان یک توده عظیم گاز هیدروژن را کشف کردند که ظاهراً در اوایل دهه 1970 از ابرها خارج شد.

مطالعات روی گاز درون این جریان ماژلانی نشان داد که جریان دارای دو رشته در هم تنیده است که یکی از آنها از هر ابر منشا می گیرد.

 این ویژگی ها نشان می دهد که گرانش کهکشان راه شیری ممکن است جریان ماژلانی را از ابرها بیرون کشیده باشد.

 با این حال، چگونگی شکل‌گیری دقیق جریان، به دلیل اینکه جزء ستاره‌ای فرضی آن به‌شدت غیرقابل تشخیص باقی مانده است، بسیار دشوار است.

مقابله با اسرار ستاره ای

چاندرا از طریق یک پروژه بلندپروازانه که در سال 2021 برای دکترای خود در CfA شروع شد، به این مشکل رسید.

 چاندرا با کانروی در مورد موضوعات جالب برای مطالعه مشورت کرد و کانروی چاندرا را به مرز ناشناخته کهکشان راه شیری اشاره کرد.

 ستارگان اندکی که در حومه کهکشان قرار دارند کمی مطالعه شده‌اند، زیرا منظومه شمسی ما در قرص ستاره‌ای کهکشان راه شیری فرو رفته است – شبیه به کنسرت‌روانی که نزدیک صحنه تلاش می‌کند تا کسی را تا آخر در اطراف جمعیت ببیند.

با این حال، در طول دهه گذشته، کاتالوگ های رصدی عمیق که توسط ابزارهای جدید گردآوری شده اند – به ویژه فضا پیمای گایا آژانس فضایی اروپا – شروع به جاسوسی از اجرام ستاره ای کرده اند که ممکن است این ستاره های مرزی گریزان باشند.

 چاندرا با دسترسی به تلسکوپ 6.5 متری ماژلان بااد در رصدخانه لاس کامپاناس در شیلی از طریق CfA و MIT ، پروژه ای را برای انجام طیف سنجی روی 200 ستاره دوردست کهکشان راه شیری انجام داد، که پس از تکمیل، بزرگترین نمونه از این دست تا به امروز خواهد بود. .

مکاشفه ستاره‌ای

تجزیه و تحلیل طیف سنجی جریان ماژلانی

طیف‌سنجی شامل جمع‌آوری نور کافی از یک جسم برای تشخیص نشانه‌های خاصی است که در نوارهای رنگی نور حک شده‌اند که مانند اثر انگشت، عناصر شیمیایی منفرد را شناسایی می‌کنند.

 بنابراین، این امضاها ساختار شیمیایی یک شی را نشان می‌دهند و از منشأ آن صحبت می‌کنند.

 علاوه بر این، امضاها بر اساس فاصله تا یک جسم تغییر می‌کنند و به اخترشناسان این امکان را می‌دهند که بگویند یک جسم، مانند یک ستاره، به کجا می‌رود، و به تبع آن از کجا آمده است.

در مورد مطالعه چاندرا، تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی مجموعه‌ای از 13 ستاره با فواصل و سرعت‌هایی را نشان داد که دقیقاً در محدوده مورد انتظار برای جریان ماژلانی قرار دارند.

 علاوه بر این، فراوانی شیمیایی ستارگان با ابرهای ماژلانی مطابقت داشت، برای مثال با کمبود مشخصی در عناصر سنگین‌تری که ستاره‌شناسان آن را فلز می‌نامند.

 روهان نایدو، یکی از نویسندگان این مطالعه و دانشجوی فارغ التحصیل سابق CfA، که در حال حاضر دانشجوی فوق دکتری هابل در MIT است، می گوید: «این 13 ستاره دقیقاً از مجموعه داده ما خارج شدند.

محققان با به دست آوردن اندازه‌گیری فاصله و وسعت جریان ماژلانی از طریق این ستارگان، داستان منشأ آن را به عنوان یک چنگ زدن گرانشی توسط کهکشان راه شیری تقویت کردند.

 محققان همچنین توانستند توزیع کلی گاز جریان را با اطمینان بیشتری نسبت به برآوردهای قبلی محاسبه کنند.

 توزیع نشان می دهد که استریم در واقع دو برابر حجمی است که عموماً در نظر گرفته می شود.

این نتیجه، به نوبه خود، آینده ای پر از شکل گیری ستاره های جدید در کهکشان راه شیری را پیش بینی می کند، زیرا طبق مشاهدات قبلی، جریان به طور فعال در کهکشان ما سقوط می کند.

 به این ترتیب، جریان به عنوان تامین کننده اصلی گاز سرد و خنثی مورد نیاز برای ساخت ستاره های تازه راه شیری عمل می کند.

مکاشفه ستاره‌ای

آینده تحقیقات کهکشانی

آنا بوناکا، یکی از نویسندگان این مطالعه و همکار سابق فوق دکترای ITC در CfA، که اکنون دانشمند کارنگی است، می‌گوید: «جریان ماژلانی منبع اصلی کالری‌های ستاره‌ای برای کهکشان راه شیری است – صبحانه، ناهار و شام ماست.

رصدخانه ها بر اساس برآوردهای جدید و جرم بالاتر برای جریان ماژلانی، کهکشان راه شیری ممکن است بیشتر از آنچه در ابتدا تصور می شد، وزن داشته باشد.

مطالعات بیشتر در مورد جریان ماژلانی همچنین باید به اخترشناسان کمک کند تا درباره ترکیب کهکشان ما اطلاعات بیشتری کسب کنند.

 از آنجایی که تصور می‌شود جریان مسیرهای گذشته ابرهای ماژلانی را ردیابی می‌کند، مدل‌سازی تکامل ابر ماژلانی نسبتاً عظیم از طریق جریان، اندازه‌گیری توزیع جرم کهکشان راه شیری را بهبود می‌بخشد.

 بخش اعظم این جرم به شکل ماده تاریک است – ماده ای که گرانش را به خوبی درک نکرده است.

 اندازه گیری بهتر جرم کهکشان ما در مناطق دوردست آن به محاسبه ماده معمولی در مقابل محتویات ماده تاریک کمک می کند و ویژگی های احتمالی دومی را محدود می کند.

چاندرا می گوید: «زیبایی وجود یک جریان ستاره ای وسیع مانند جریان ماژلانی این است که اکنون می توانیم تحقیقات اخترفیزیکی زیادی با آن انجام دهیم.

 همانطور که بررسی طیف‌سنجی ما ادامه دارد و ستاره‌های بیشتری پیدا می‌کنیم، هیجان‌زده‌ایم که ببینیم حومه‌های کهکشانی چه شگفتی‌های دیگری برای ما دارند.

مکاشفه ستاره‌ای

مهندس حمید تدینی: نویسنده و وبلاگ نویس مشهور، متخصص در زبان برنامه نویسی و هوش مصنوعی و ساکن آلمان است. مقالات روشنگر او به پیچیدگی های این زمینه ها می پردازد و به خوانندگان درک عمیقی از مفاهیم پیچیده فناوری ارائه می دهد. کار او به دلیل وضوح و دقت مشهور است.