اولین قرص برافزایشی فراکهکشانی کشف شد

ستاره جوان مذکور، در «ابر ماژلانی بزرگ» قرار دارد و منظومه آن که «HH 1177» نام گذاری شده، در یک ابر بزرگ گازی قرار گرفته است. ابر ماژلانی بزرگ یک کهکشان همسایه راه شیری است و در فاصله ۱۶۰ هزار سال نوری از زمین قرار دارد.

گروه پژوهشگران این اکتشاف، منظومه ستاره را با «آرایه میلی متری بزرگ آتاکاما» یا «آلما» (ALMA) مشاهده کردند. آرایه آلما بزرگترین پروژه نجومی روی زمین است و از ۶۶ آنتن در شمال شیلی تشکیل شده که یک تلسکوپ رادیویی را تشکیل می دهند.

«آنا مک لئود» (Anna McLeod) دانشمند «دانشگاه دورام» (Durham University) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت:وقتی برای اولین بار شواهدی را مبنی بر وجود یک ساختار چرخشی در داده های آلما دیدم، باورم نمی شد که اولین قرص برافزایشی فراکهکشانی را شناسایی کرده باشیم. لحظه خاصی بود. ما می دانیم که قرص ها برای تشکیل شدن ستاره ها و سیاره ها در کهکشان ما حیاتی هستند و در این پژوهش برای اولین بار شواهد مستقیمی را در یک کهکشان دیگر مشاهده کردیم.

زمانی که «کاوشگر طیف سنجی چند واحدی» (MUSE) نصب شده روی «تلسکوپ بسیار بزرگ» (VLT)، فورانی را در حال پرتاب شدن از یک ستاره در حال شکل گیری مشاهده کرد، مک لئود و همکارانش از وجود این منظومه آگاه شدند. این کاوشگر می تواند مشاهداتی را در محدوده طول موج مرئی انجام دهد و در عین حال، طول موج های نور منتشرشده از یک جرم را اندازه‌گیری کند. بدین ترتیب، کاوشگر به دانشمندان امکان می دهد تا بفهمند به چه نوع ماده ای نگاه می کنند.

مک لئود گفت: ما فورانی را کشف کردیم که از این ستاره جوان پرجرم پرتاب می شد و وجود آن، نشانه ای مبنی بر برافزایش قرص است.

برای تأیید وجود یک قرص برافزایشی در منظومه HH 1177، دانشمندان باید حرکت گاز متراکم را در اطراف ستاره بررسی کنند.

قرص های برافزایشی مانند این نمونه که به تازگی مشاهده شده است، زمانی شکل می گیرند که ماده در دام یک ستاره تازه متولدشده یا یک جرم در حال برافزایش مانند یک سیاه چاله یا ستاره نوترونی می افتد. همان طور که مواد روی این اجرام می افتند، می چرخند و این بدان معناست که نمی توانند مستقیما به جرم مرکزی برسند. در عوض، آنها یک قرص در حال چرخش مسطح را تشکیل می دهد که به تدریج ماده را به جرم مرکزی می رساند.

گاز در مرکز قرص برافزایشی، نزدیک تر به جرم مرکزی حرکت می کند که در این مورد ، یک ستاره جوان تغذیه کننده است. گاز سریع تر از ماده حرکت می کند و این تغییر در سرعت، نشان دهنده وجود یک قرص برافزایشی است.

«جاناتان هنشاو» (Jonathan Henshaw) پژوهشگر« دانشگاه جان مورز لیورپول»( LJMU) و از اعضای این گروه پژوهشی گفت: بسته به سرعت حرکت گاز ساطع کننده نور به سمت ما یا دور شدن از ما، فرکانس نور تغییر می کند. این دقیقا همان پدیده ای است که هنگام تغییر کردن صدای آژیر آمبولانس در زمان عبور از کنار شما و بالا و پایین شدن فرکانس صدا رخ می دهد. این پدیده بسته به این که جرم مشاهده شده به سمت زمین حرکت می کند یا از آن دور می شود،« انتقال به سرخ» یا «انتقال به آبی» نام می گیرد.

ستاره شناسان پیشتر به دلیل گرانش بسیار زیاد قرص های برافزایشی درخشان که شرایط خشونت آمیزی را ایجاد می کند، آنها را در اطراف اجرامی مانند سیاه چاله های کلان جرم در کهکشان های دیگر مشاهده کرده اند که باعث می شود گاز و غبار موجود در این قرص ها به شدت بدرخشد و اغلب از نور ترکیبی هر ستاره دیگری در کهکشان میزبان آن ها درخشان تر باشد. با وجود این، کشف کردن قرص های برافزایشی در اطراف ستارگان حتی در کهکشان راه شیری بسیار سخت تر است. این دشواری تا اندازه ای به این دلیل است که ستاره های جوان اغلب هنوز در یک پیله از ابرهای گاز و غباری که از آن متولد شده اند، قرار دارند.

وضعیت در ابر ماژلانی بزرگ تا حدودی متفاوت است زیرا موادی که ستاره های جوان را به دنیا می آورند، غبار کمتری دارند. این بدان معناست که HH 1177 پیشتر از پیله ای که از آن متولد شده، فرار کرده است و به ستاره شناسان امکان می دهد تا ستاره مرکزی آن را مشاهده کنند و حتی احتمالا مراحل اولیه تشکیل سیاره را ببینند. منظومه شمسی حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش و زمانی که یک قرص پیش سیاره ای، خورشید جوان را در فرآیند تولد سیاره ها احاطه کرده بود، همین فرآیند را پشت سر گذاشت.

مک لئود گفت: ما در عصر پیشرفت سریع فناوری در زمینه امکانات نجومی هستیم. توانایی مطالعه کردن چگونگی شکل گیری ستاره ها در چنین فواصل باورنکردنی و در یک کهکشان متفاوت، بسیار هیجان انگیز است.

این پژوهش در مجله «Nature» به چاپ رسید.

321456