چرخه تولد و مرگ ستاره ها در تصویر جدیدی از ناسا

تولد و مرگ ستاره ها که در یک چرخه کامل اتفاق می‌افتد در تصویری که رصدخانه پرتو ایکس چاندرای ناسا و آرایه زیرمیلیمتری Smithsonian گرفته، دیده می‌شود. این تصویر، نشانه‌های جدیدی برای مطالعه ستارگان در اختیار ما قرار می‌دهد.

در این تصویر، ابر بزرگی به نام Cygnus X-3 به همراه ابر کوچکتری که به آن لقب دوست کوچک داده‌اند، مشاهده می‌شود. Cygnus X-3 دربردارنده ستاره بسیار پرجرمی بوده که به آرامی توسط همدم خود، در حال خورده شدن است. این همدم، می‌تواند یک سیاهچاله یا ستاره نوترونی باشد که با این کارش، باعث تولید پرتوهای قوی از نوع ایکس شده است. در مقابل، سحابی “دوست کوچک” ابر فشرده‌ای از گاز و غبار بوده که محل تولد ستارگان جدیدی است که آن را تبدیل به یک “Bok globule” می‌کند.

این دو مجموعه، تقریبا در نزدیکی هم قرار گرفته‌اند و اینگونه سحابی “دوست کوچک” که 0.7 سال نوری قطر دارد، به عنوان آینه عمل کرده و بخشی از امواج پرتو ایکس تولیدی Cygnus X-3 را به سمت زمین بازتاب می‌دهد.

اخترفیزیکدان Michael McCollough می‌گوید:

علت نامگذاری “دوست کوچک” بر روی یکی از این دو سحابی، این بود که پرتوهای ایکسی که از آن منتشر می‌شد، بسیار مشابه همدم آن یعنی Cygnus X-3 است، که خود منبع بسیار روشنی از همان پرتوهاست.

سحابی بزرگتر به نام Cygnus X-3 و سحابی کوچکتر به نام مستعار “دوست کوچک” هر دو با رنگ های سفید مشخص شده‌اند. جت های گازی ساطع شده از دوست کوچک با رنگ‌های آبی و قرمز مشاهده می‌شوند.

امواج ضعیفی که منبعشان سحابی “دوست کوچک” است، اولین بار در سال 2003 و توسط تلسکوپ چاندرا آشکارسازی شد. اخترفیزیکدانان در سال 2013 نتیجه گرفتند که این سحابی، جرمی در حدود دو تا بیست و چهار برابر جرم خورشید دارد و بنابراین می‌تواند محلی برای تولد ستارگان به شمار آید. سپس با استفاده از آرایه تلسکوپ‌های رادیویی SMA، شواهدی از وجود کربن مونو اکسید در این سحابی یافت شد و به این صورت این احتمال که “دوست کوچک” یک Bok globule است، تقویت شد.

به طور معمول، ستاره‌شناسان Bok globule ها را با رصد نور مرئی که توسط آنها سد می‌شود، مطالعه می‌کنند. اما با شناسایی سحابی “دوست کوچک” می‌توان برای اولین بار، این محیط‌های ستاره‌ساز را با بررسی پرتوهای ایکس، مورد مطالعه قرار داد. این سحابی از نظر دوری نیز رکورددار است و با فاصله‌ای در حدود بیست هزار سال نوری از زمین، دورترین Bok globule ای بوده که تا به حال شناسایی شده است.

دوتایی پرتو ایکس Cygnus X-3 که در آن ستاره پرجرمی توسط همدم سیاهچاله یا ستاره نوترونی خود، در حال بلعیده شدن می‌باشد. طی این فرایند، پرتوهای ایکس بسیار شدیدی تولید شده که بخشی از آنها مستقیما به سوی زمین می‌آید و بخشی نیز به سوی “دوست کوچک” تابانده می‌شود. این پرتوها مجددا از سوی “دوست کوچک” به سوی زمین بازتابیده می‌شوند.

همسایه‌های کیهانی

نزدیکی زیاد این دو محیط ستاره‌ای، یکی محل تولد و دیگری مرگ ستاره ها، به ستاره‌شناسان این اجازه را می‌دهد تا به طور دقیق فاصله Cygnus X-3 از ما را محاسبه کنند. از سال 1970 نوساناتی 4.8 ساعته، در میزان پرتوهای ایکس دریافتی از Cygnus X-3 مشاهده شده بود. اکنون که همدم “دوست کوچک” برای این منبع پیدا شده است، همان نوسانات در پرتوهای ایکس بازتابیده از این مورد هم مشاهده می‌شود. اما مقداری تاخیر دارد که طبیعی است. چرا که پرتوها ابتدا باید به سمت “دوست کوچک” رفته و سپس از آن به سوی زمین بازتاب شوند که همین راه اضافه باعث تاخیر در رسیدن پرتوها می‌شود.

از روی میزان تاخیر مشاهده شده، فاصله Cygnus X-3 تا زمین حدود 24000 سال نوری تخمین زده شده است که با این فاصله بایستی خارج از کهکشان راه شیری ما باشد. با توجه به این که Cygnus X-3 دربردارنده ستاره‌ای پرجرم است، احتمالا در ابتدا در نواحی بازوهای کهکشان راه شیری شکل گرفته است. جایی که هنوز ستاره‌ها در حال متولد شدن هستند. اما از آنجایی که اکنون در خارج از این بازوها قرار گرفته است، بایستی با سرعتی زیاد پس از شکل‌گیری به خارج از کهکشان رانده شده باشد. علتش می‌تواند انفجار ابرنواختری باشد که سیاهچاله موجود در آن را باقی گذاشته است.

با این حال این مورد، کاملا خاص محسوب می‌شود و باید با مطالعات بیشتر، به علت واقعی بیرون رانده شدن این مجموعه پی برد.