معماي تولد ستاره ها حل مي شود؟
ترجمه: افشان کرباسي
اگرچه غبار کيهاني همچون سدي است که مانع رسيدن نور بسياري از اجرام سماوي به ما مي شود، اما بايد گفت که بدون وجود اين غبار، جهان خالي از ستارگان مي شد. غبار کيهاني، عنصري ضروري براي ساخت ستارگان و درک چگونگي جمع شدن ابرهاي گازي اوليه و تبديل آنها به کهکشان هاي کامل است.
پروفسور "اندري کراوتسوف "(1) از دانشگاه شيکاگو مي گويد: چگونگي شکل گيري کهکشان ها يکي از بزرگ ترين معماهاي حل نشده اختر فيزيک است." اختر فيزيکدان ها در نتيجه مقايسه و ترکيب رصدهاي جديد با شبيه سازي هاي رايانه اي و با کمک آزمايش هايي که توسط کراوتسوف و فيزيکداني از آزمايشگاه شتاب دهنده فرمي به نام "نيکندين"(2) صورت گرفت، به پاسخ اين معما نزديک تر شده اند.
کراوتسوف و نيکندين بر پايه شبيه سازي هاي خود، نتايج جديدي را در قالب مقاله اي منتشر کردند. آنها توضيحات را در خصوص اين که چرا ستارگان در ابتداي تاريخ جهان به کندي شکل مي گرفتند، ارائه دادند. اين مقاله به سرعت مورد توجه "روبرت کنيکوت"(3)، رئيس موسسه اخترشناسي دانشگاه کمبريج و يکي از پايه گذاران رابطه شناخته شده تحت عنوان "کنيکوت-اشميت(4)" که مربوط به چگونگي شکل گيري ستاره در کهکشان ها است، قرار گرفت. وي معتقد است:"کراوتسوف و نيکندين توانسته اند گامي را براي متحد سازي رصد هاي انجام شده و شبيه سازي ها بردارند."
تکامل تدريجي ستاره ها، منجر به افزايش ميزان غبار مي شود.نيکندين مي گويد: "بزرگترين ذرات غبار کيهاني، به اندازه کوچکترين ذرات شن هاي ساحلي هستند." در حقيقت ستاره ها به توليد عناصري سنگين تر از هليوم، همچون کربن، اکسيژن و آهن که عناصري کليدي در ذرات گرد وغبار هستند، دست مي زنند. فرايند شکل گيري ستاره زماني آغاز مي شود که ابرهاي گازي بين ستاره اي به مقدار زيادي چگال مي شوند. در برخي نقاط ابرهاي گازي، اتم هاي هيدروژن و هليوم به هم مي پيوندند تا مولکول ها را شکل دهند. يک مولکول هيدروژن از به هم پيوستن دو اتم هيدروژن شکل مي گيرد.
مولکول هاي هيدروژن شکننده و ضعيف هستند و به آساني توسط نور فرابنفش گسيل شده از ستارگان جوان پر جرم، نابود مي شوند. اما در برخي مناطق کيهاني، ابرهاي تاريک (چون اين ابرها شامل غبار هستند به اين نام خوانده مي شوند)، يک لايه محافظ را شکل مي دهند که اين لايه از نابودي مولکول هاي هيدروژن در برابر نور ديگر ستارگان محافظت مي کند.
مدل نيکندين-کراوتسوف به بررسي علت اين که چرا تعداد کهکشان هاي مارپيچي در آسمان بيشتر است و چرا کهکشان هاي کوچک، به کندي ستارگان را شکل مي دهند، نيز مي پردازند. کراوتسوف مي گويند: ما معمولا قرص هاي بسيار نازکي را مي بينيم و شبيه سازي اين نوع از سيستم ها بسيار مشکل است. به اين دليل اختر فيزيکدان ها فرض کرده اند که کهکشان ها به تدريج به واسطه يک سري از برخوردها شکل گرفتند. اما اگر اين فرض را بپذيريم با يک مشکل مواجه مي شويم: شبيه سازي ها نشان مي دهند زماني که کهکشان ها ادغام مي شوند، ساختمانهاي بيضوي شکل را تشکيل مي دهند؛ بنابراين بايد تعداد کهکشانهاي بيضوي بيشتر از مارپيچي ها باشد."
همان طور که اشاره شد، در تاريخ اوليه جهان، ابرهاي گازي کيهاني در ساخت ستارگان بي کفايت بودند؛ بنابراين پيش از اين که فرايند شکل گيري ستاره اتفاق بيفتد، آنها با هم برخورد مي کردند.کراوتسوف مي گويد: "اين گونه ادغام ها مي تواند منجر به آفرينش يک قرص کم ضخامت شود."
در کهکشانهاي کوچک، فقدان توليد غبار مي تواند دليلي براي بي کفايتي در توليد ستارگان باشد. نيکندين پي برد که تمامي شواهد و دلايل مطرح شده در خصوص شکل گيري ستاره ها، به طريقي يک نتيجه واحد را در بردارند؛ و اين همان چيزي است که همواره در فيزيک به دنبال آن هستيم. زيرا علم فيزيک، کوششي براي درک اتحاد بين حقايق موجود در پشت حوادث گوناگون است.
به هر حال، تحقيق بيشتر در اين مورد نيازمند ايجاد شبيه سازي هاي بيشتر و دقيق تر و استفاده از ابررايانه هاي قدرتمند است.
پروفسور "اندري کراوتسوف "(1) از دانشگاه شيکاگو مي گويد: چگونگي شکل گيري کهکشان ها يکي از بزرگ ترين معماهاي حل نشده اختر فيزيک است." اختر فيزيکدان ها در نتيجه مقايسه و ترکيب رصدهاي جديد با شبيه سازي هاي رايانه اي و با کمک آزمايش هايي که توسط کراوتسوف و فيزيکداني از آزمايشگاه شتاب دهنده فرمي به نام "نيکندين"(2) صورت گرفت، به پاسخ اين معما نزديک تر شده اند.
کراوتسوف و نيکندين بر پايه شبيه سازي هاي خود، نتايج جديدي را در قالب مقاله اي منتشر کردند. آنها توضيحات را در خصوص اين که چرا ستارگان در ابتداي تاريخ جهان به کندي شکل مي گرفتند، ارائه دادند. اين مقاله به سرعت مورد توجه "روبرت کنيکوت"(3)، رئيس موسسه اخترشناسي دانشگاه کمبريج و يکي از پايه گذاران رابطه شناخته شده تحت عنوان "کنيکوت-اشميت(4)" که مربوط به چگونگي شکل گيري ستاره در کهکشان ها است، قرار گرفت. وي معتقد است:"کراوتسوف و نيکندين توانسته اند گامي را براي متحد سازي رصد هاي انجام شده و شبيه سازي ها بردارند."
قانون شکل گيري ستاره
تکامل تدريجي ستاره ها، منجر به افزايش ميزان غبار مي شود.نيکندين مي گويد: "بزرگترين ذرات غبار کيهاني، به اندازه کوچکترين ذرات شن هاي ساحلي هستند." در حقيقت ستاره ها به توليد عناصري سنگين تر از هليوم، همچون کربن، اکسيژن و آهن که عناصري کليدي در ذرات گرد وغبار هستند، دست مي زنند. فرايند شکل گيري ستاره زماني آغاز مي شود که ابرهاي گازي بين ستاره اي به مقدار زيادي چگال مي شوند. در برخي نقاط ابرهاي گازي، اتم هاي هيدروژن و هليوم به هم مي پيوندند تا مولکول ها را شکل دهند. يک مولکول هيدروژن از به هم پيوستن دو اتم هيدروژن شکل مي گيرد.
مولکول هاي هيدروژن شکننده و ضعيف هستند و به آساني توسط نور فرابنفش گسيل شده از ستارگان جوان پر جرم، نابود مي شوند. اما در برخي مناطق کيهاني، ابرهاي تاريک (چون اين ابرها شامل غبار هستند به اين نام خوانده مي شوند)، يک لايه محافظ را شکل مي دهند که اين لايه از نابودي مولکول هاي هيدروژن در برابر نور ديگر ستارگان محافظت مي کند.
پرورشگاه ستاره اي
مدل نيکندين-کراوتسوف به بررسي علت اين که چرا تعداد کهکشان هاي مارپيچي در آسمان بيشتر است و چرا کهکشان هاي کوچک، به کندي ستارگان را شکل مي دهند، نيز مي پردازند. کراوتسوف مي گويند: ما معمولا قرص هاي بسيار نازکي را مي بينيم و شبيه سازي اين نوع از سيستم ها بسيار مشکل است. به اين دليل اختر فيزيکدان ها فرض کرده اند که کهکشان ها به تدريج به واسطه يک سري از برخوردها شکل گرفتند. اما اگر اين فرض را بپذيريم با يک مشکل مواجه مي شويم: شبيه سازي ها نشان مي دهند زماني که کهکشان ها ادغام مي شوند، ساختمانهاي بيضوي شکل را تشکيل مي دهند؛ بنابراين بايد تعداد کهکشانهاي بيضوي بيشتر از مارپيچي ها باشد."
همان طور که اشاره شد، در تاريخ اوليه جهان، ابرهاي گازي کيهاني در ساخت ستارگان بي کفايت بودند؛ بنابراين پيش از اين که فرايند شکل گيري ستاره اتفاق بيفتد، آنها با هم برخورد مي کردند.کراوتسوف مي گويد: "اين گونه ادغام ها مي تواند منجر به آفرينش يک قرص کم ضخامت شود."
در کهکشانهاي کوچک، فقدان توليد غبار مي تواند دليلي براي بي کفايتي در توليد ستارگان باشد. نيکندين پي برد که تمامي شواهد و دلايل مطرح شده در خصوص شکل گيري ستاره ها، به طريقي يک نتيجه واحد را در بردارند؛ و اين همان چيزي است که همواره در فيزيک به دنبال آن هستيم. زيرا علم فيزيک، کوششي براي درک اتحاد بين حقايق موجود در پشت حوادث گوناگون است.
به هر حال، تحقيق بيشتر در اين مورد نيازمند ايجاد شبيه سازي هاي بيشتر و دقيق تر و استفاده از ابررايانه هاي قدرتمند است.
پي نوشت ها :
1-Andrey Kravtsov
2-Nick Gnedin
3-RobertC.kennicutt Jr
4-Kennicutt-Schmidt
5-Arthur wolfe
