8 دقیقه
یک زایشگاه ستارهای گسترده در فاصلهٔ تقریباً ۲۷۰۰ سال نوری مانند یک آینهٔ تزیینی جشنوارهای میدرخشد. منطقهای که با نام NGC 2264 شناخته میشود — خانهٔ خوشهٔ بصری و چشمنواز «درخت کریسمس»، سحابی مخروطی و سحابی «خز روباه» — نشان میدهد چگونه ستارگان تازهمتولد شده محیط پیرامون خود را در گسترهٔ دهها سال نوری شکل میدهند و روشن میکنند.
ابرهای گاز و گرد و غبار درخشان خوشهٔ درخت کریسمس را در منطقهٔ شکلگیری ستاره NGC 2264 میسازند، جایی که ستارگان نوزاد نِبولاهای پیرامون را مانند آویزهای سماوی روشن میکنند. سحابی مخروطی در بالای صحنه تاج میزند، درحالیکه سحابی متلاطم «خز روباه» در پایین پخش میشود و یک تابلو کیهانی جشنوار تقریباً ۸۰ سال نوری پهنا ایجاد میکند. Credit: Copyright Michael Kalika
چه چیزی این درخت کیهانی را شکل میدهد؟
NGC 2264 مجموعهای پیچیده از گاز بینستارهای، گرد و غبار و ستارگان جوان است که در صورت فلکی Monoceros (تکشاخ) و نزدیک صفحهٔ کهکشان راه شیری قرار دارد. ابرهای متراکم هیدروژن مولکولی مادهٔ اولیهٔ شکلگیری ستاره را فراهم میآورند. وقتی بخشهایی از آن گاز تحت نیروی گرانش فرو میریزند، خوشههای چگال و پروستارهها (ستارگان پیشاصلی) شکل میگیرند و به تدریج به همجوشی هستهای میرسند. تابش فرابنفش شدید و بادهای ستارهای از این ستارگان جوان و داغ با گاز و گرد و غبار اطراف برخورد میکنند و ستونها، لبههای روشن و راهروهای سایهدار را پدید میآورند.
اجزای تشکیلدهندهٔ NGC 2264 از نظر فیزیکی و شیمیایی متنوعاند: از ابرهای مولکولی سرد که مخازن جرم را نگه میدارند تا مناطق H II گازی یونیده که با تابش شدید ستارگان داغ روشن شدهاند. پراکندگی و تراکم این مواد به همراه تاثیرات تابشی و مکانیکی ستارگان پرجرم، نحوهٔ تقسیمبندی ابرها و نرخ تشکیل ستاره را تعیین میکند. مطالعهٔ چنین محیطهایی برای درک فرآیندهای تشکیل خوشههای ستارهای، دینامیک داخلی و بازخورد ستارهای (stellar feedback) حیاتی است.
Emission versus reflection
دو فرآیند فیزیکی رنگهای زندهٔ این منطقه را ایجاد میکنند. سحابیهای انتشار (emission nebulae) زمانی میدرخشند که تابش یونیزهکنندهٔ داغ، اتمهای هیدروژن را تحریک میکند و این اتمها سپس نور منتشر میکنند — اغلب نور قرمز مشخص ناشی از خطوط H-alpha. در سوی دیگر، سحابیهای بازتابی (reflection nebulae) از طریق پراکندگی نور ستارهای روی ذرات ریز گرد و غبار میدرخشند؛ آن نور پراکنده معمولاً مایل به آبی دیده میشود، زیرا طول موجهای کوتاهتر بیشتر پراکنده میشوند. در NGC 2264 هر دو اثر حاضرند: انتشار قرمز از هیدروژن یونیده و بازتاب آبیرنگ در اطراف برخی ستارگان.
از منظر طیفسنجی، مناطق انتشار خطوط فروانی مانند H-alpha و خطوط دیگر اتمی و یونیده نشان میدهند که چه مقدار گاز یونیزه شده است و دما و تراکم چهگونهاند. در مقابل، بازتاب نوری که در ناحیهٔ مرئی و نزدیک به فروسرخ مشاهده میشود، اطلاعاتی دربارهٔ اندازهٔ ذرات گرد و غبار و ترکیب آنها ارائه میدهد. ترکیب مشاهدات اپتیکی، فروسرخ و رادیویی به تفکیک نقش انتشار و بازتاب کمک میکند و تصویر سهبعدیتری از ساختار سحابی ارائه میدهد.
ویژگیهای کلیدی: S Monocerotis، مخروط و خز روباه
در مرکز دیداری خوشه ستارهای ستارهٔ درخشان و متغیر S Monocerotis (S Mon) قرار دارد؛ این یک ستاره از نوع طیفی O یا B است که تابش قوی آن به روشن شدن ابرهای مجاور کمک میکند. بالای S Mon، آرایش مثلثی نسبتا گشادی از ستارگان جوان دیده میشود که به این منطقه لقب جشنوارهای «خوشهٔ درخت کریسمس» را داده است. این نامگذاری صرفاً توصیف بصری است، اما نشانگر نحوهٔ چیدمان ستارگان و سطوح روشن و تاریک در تصویر است.
سحابی مخروطی (Cone Nebula) بهعنوان یک ستون تاریک از گرد و غبار و گاز برجسته است که با فرسایش ناشی از تابش و بادهای ستارگان پرجرم اطراف شکل گرفته است؛ این ستون مانند کلاه یا تاجی تیره بر رأس ساختار قرار دارد. پایینتر، سحابی خز روباه (Fox Fur Nebula) بهصورت یک تودهٔ پیچیدهٔ بافتدار از گازهای روشن و ریسمانهای نورانی گسترده میشود. تضاد سایهها و سطوح درخشان، NGC 2264 را به هدفی محبوب برای تلسکوپهای حرفهای و عکاسان نجومی آماتور تبدیل کرده است.
علاوه بر جنبهٔ تصویری، مطالعهٔ این اجزا اطلاعات مهمی دربارهٔ مراحل زمانبندی شکلگیری ستارگان ارائه میدهد: از هستههای متراکم پیشستارهای و دیسکهای پروپلانتاری تا پروتوا ستارههای کلاس 0 و I و سیستمهای جوانی که هنوز دیسکهای باقیماندهٔ سیارهساز دارند. مشاهدات فروسرخ و میلیمتری به ویژه در آشکارسازی دیسکها و هستههای پنهان زیر گرد و غبار بسیار مؤثرند.
مقیاس، فاصله و قابلیت رؤیت
اگرچه این ساختار حدود ۱.۵ درجه از آسمان را اشغال میکند — تقریباً پهنای سه قرص کامل ماه کنار هم — فاصلهٔ زیاد آن باعث میشود گسترهٔ واقعیاش عظیم باشد: نزدیک به ۸۰ سال نوری از نوک تا نوک. NGC 2264 در فاصلهٔ تقریباً ۲۷۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد و در ماههای زمستانی و از عرضهای جغرافیایی نیمهشمالی بهتر دیده میشود. با تلسکوپهای نسبتاً کوچک یا دوربینهای با نوردهی طولانی و آسمان تاریک و شفاف میتوان بخشهایی از ساختار را ثبت کرد؛ اما برای آشکارسازی جزئیات ظریف و مناطق فروسرخ عمیق نیاز به تجهیزات پیشرفتهتر است.
دیدن کامل ویژگیهای انتشار و بازتابی اغلب مستلزم ترکیب دادههای چند طول موج است: تصاویر اپتیکی برای خطوط H-alpha و ساختارهای نوری، مشاهدات فروسرخ برای نفوذ در گرد و غبار و شناسایی ستارگان جوان و دیسکها، و نقشههای رادیویی برای ردگیری مولکولهایی مثل CO که نشاندهندهٔ توزیع جرم مولکولی و جریانهای گازی هستند. چنین رویکرد چندطولی موجی (multiwavelength) به ستارهشناسان امکان میدهد تاریخچهٔ شکلگیری ستارگان و زمانبندی رخدادهای مختلف را بازسازی کنند.
از منظر علمی، NGC 2264 ارزش مطالعاتی بالایی دارد. بررسی ستارگان پیش-اصلی، دیسکهای پروپلانتاری و بازخورد ستارگان جوان پرجرم به درک چگونگی شکلگیری و تکامل خوشههای ستارهای و تاثیر آنها بر نسلهای بعدی ستارگان کمک میکند. پارامترهایی مثل بازدهٔ تشکیل ستاره (star formation efficiency)، توزیع جرم اولیه (initial mass function) و نقش بازخورد تابشی و مکانیکی در پراکندگی ابرها، از موضوعات کلیدی پژوهشی در این منطقهاند.
رصد و مطالعات آتی
همِ رصدگران آماتور و همِ حرفهای همچنان NGC 2264 را برای ستارگان متغیر، جتهای ناشی از پروستارهها (Herbig–Haro objects) و تغییرات روشنایی نِبولا تحتنظر دارند. ثبت تغییرات زمانی در تابش سحابی یا حرکت جتها به درک دینامیکهای داخلی و فرآیندهای تکامل پروستارهها کمک میکند. مأموریتها و ابزارهای آینده با حساسیت بهتر در فروسرخ هستههای غبارآلود را کاو خواهند کرد، جایی که جوانترین پروستارهها کمتر قابل رؤیت در نور مرئی هستند.
طیفسنجی با تفکیک بالا میتواند حرکت گاز و ترکیب شیمیایی را نقشهبرداری کند که برای مطالعهٔ فرایندهای شیمیاییِ شکلگیری سیارات و پیشسازهای مولکولی حیاتی است. نقشهبرداری سرعتها و خطوط انتشار مولکولی به تعیین جریانهای جرمی، توربولانس و اثرات موج شوک کمک میکند؛ تمام اینها عناصر مهمی در مدلسازی ستارهزایی پراکنده و خوشهای هستند.
تحلیلهای عددی و شبیهسازیهای هیدرودینامیکی همراه با دادههای مشاهداتی، دیدگاههای جدیدی دربارهٔ نقش گرانش، فشار تابشی، میدانهای مغناطیسی و بازخورد ستارهای فراهم میکنند. این رویکرد ترکیبی اجازه میدهد تا NGC 2264 در زمینهٔ کلی کهکشان راه شیری و مقایسه با مناطق تشکیل ستاره دیگر قرار گیرد و پرسشهایی مانند «چه عواملی نرخ تشکیل ستاره را تنظیم میکنند؟» و «چگونه دیسکهای پروپلانتاری به سیارات تبدیل میشوند؟» بهتر پاسخ داده شوند.
برای رصدگران علاقهمند به عکاسی نجومی، نکاتی عملی عبارتند از: استفاده از فیلتر H-alpha برای برجستهسازی ساختارهای انتشار، فریمهای بلندمدت برای افزایش نسبت سیگنال به نویز در مناطق کمنور، و ترکیب دادههای RGB و LRGB بههمراه تصاویر فروسرخ برای نمایی رنگی و علمیتر. همچنین ثبت تصویربرداریهای زمانی در فواصل ماهانه یا سالیانه میتواند تغییرات دینامیکی را آشکار سازد.
در جمعبندی، NGC 2264 نمونهای قدرتمند از روندهای پایهای ستارهزایی در کهکشان ماست: تلفیق گاز مولکولی، گرد و غبار، تابش ستارهای و هیدرودینامیک منجر به ساختارهای دیدنی و پیچیدهای میشود که هم برای پژوهشگران و هم برای دوستداران آسمان ابزارهای ارزشمندی فراهم میآورد. مطالعهٔ این منطقه با ابزارهای کنونی و آتی همچنان بینشهای جدیدی دربارهٔ ریشههای شکلگیری ستارگان و سیارات به دست خواهد داد.
منبع: scitechdaily
نظرات
توربو
زیبا و علمی، ولی بعضی جملات حس میشه اغراق آمیزه، کاش آمار و ارقام واضحتر بود، مثلا توزیع جرم یا نرخ تشکیل ستاره
نووا_ز
تحلیل خوب و همهجانبهست، ترکیب اپتیک و فروسرخ لازم بود. برای عموم اما کمی فنی شد، مثالهای مصور کمک میکرد
آسمانرو
یه بار با تلسکوپ آماتور بخش کوچیکی از NGC2264 رو دیدم، رنگها و بافتها زندهتر از عکس بود، یادم نمیره. نور ستارگان جوان یه چیز دیگست
امیر
این فاصله ۲۷۰۰ سال نوری از کجا اومده؟ با چه روشهایی محاسبه شده؟ توضیح متدها کمی مبهمه، کسی جزئیات داره؟
آستروتک
وای، این منظرهٔ کیهانی مثل یه آینه جشنه! جزئیاتِ نور و گرد و غبار واقعا آدمو میبره، حس میکنم دارم به تاریخ ستارهها نگاه میکنم 😮
ارسال نظر