ستارگانی که جرم خود را تعیین می‌کنند

بررسی جدید پژوهشگران آمریکایی نشان می‌دهد که ستارگان طی یک فرآیند خودتنظیمی، جرم خود را تعیین می‌کنند.

کد خبر: ۴۹۰۵۹۰

تاریخ: ۲۱ مرداد ۱۴۰۱ - ۰۲:۵۳

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیوز وایز، سال گذشته، گروهی از اخترفیزیکدانان شامل اعضای "دانشگاه نورث وسترن"(Northwestern University)، پروژه موسوم به "STARFORGE" را راه‌اندازی کردند. این پروژه‌، واقعی‌ترین و واضح‌ترین شبیه‌سازی‌های سه‌بعدی را از شکل‌گیری ستاره‌ها تا به امروز تولید می‌کند. اکنون، دانشمندان از این شبیه‌سازی‌های بسیار دقیق برای کشف آنچه که جرم ستاره‌ها را تعیین می‌کند، استفاده کرده‌اند. این رازی است که اخترفیزیکدانان را برای دهه‌ها مجذوب خود ساخته است.

پژوهشگران در یک مطالعه جدید کشف کردند که تشکیل شدن ستاره، یک فرآیند خودتنظیمی است. به عبارت دیگر، ستاره‌ها جرم خود را تعیین می‌کنند. این نتیجه به توضیح دادن این موضوع کمک می‌کند که چرا ستارگانی که در محیط‌های متفاوت شکل گرفته‌اند، جرم مشابهی دارند. یافته‌های جدید ممکن است به پژوهشگران در درک بهتر تشکیل ستاره در کهکشان راه شیری و سایر کهکشان‌ها کمک کنند.

"کلود آندره فاچر ژیگر"(Claude-André Faucher-Giguère)، از پژوهشگران این پروژه گفت: درک "تابع جرم اولیه‌"(IMF) ستاره، موضوع بسیار مهمی است زیرا اخترفیزیک را در سراسر کهکشان، از سیارات نزدیک گرفته تا کهکشان‌های دور تحت تاثیر قرار می‌دهد. این امر به این دلیل است که ستارگان، DNA نسبتا ساده‌ای دارند. اگر جرم یک ستاره را بدانید، بیشتر نکات را در مورد ستاره می‌دانید؛ از جمله اینکه چقدر نور ساطع می‌کند، چقدر زنده خواهد ماند و وقتی بمیرد، چه اتفاقی برایش خواهد افتاد. بنابراین، توزیع توده‌های ستاره‌ای برای درک اینکه آیا سیاره‌هایی که به دور ستاره‌ها می‌چرخند، می‌توانند حیات را حفظ کنند یا خیر و همچنین، درک شکل کهکشان‌های دوردست حیاتی است.

فضای بیرونی، پر از ابرهای غول پیکر است که از گاز سرد و غبار تشکیل شده‌اند. گرانش، این ابرهای متشکل از گاز و غبار را به آهستگی به سمت یکدیگر می‌کشد تا توده‌های متراکمی را تشکیل دهند. مواد موجود در این توده‌ها به سمت داخل می‌ریزند و گرما ایجاد می‌کنند تا یک ستاره جدید متولد شود.

"استلا آفنر"(Stella Offner)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ستاره‌ها، اتم‌های کهکشان هستند. توزیع انبوه آنها تعیین می‌کند که آیا سیارات متولد خواهند شد و آیا ممکن است حیات توسعه یابد یا خیر.

هر زیر شاخه در نجوم، به توزیع جرم ستارگان یا تابع جرم اولیه بستگی دارد که مدل‌سازی درست آن برای دانشمندان، چالش‌برانگیز است. ستارگان بسیار بزرگ‌تر از خورشید، کمیاب هستند و تنها یک درصد از ستاره‌های تازه متولد شده را تشکیل می‌دهند. اکتشافات نشان دادند که مهم نیست به کدام قسمت کهکشان راه شیری نگاه کنیم زیرا این نسبت‌ها هم برای خوشه‌های ستاره‌ای تازه تشکیل‌شده و هم برای ستاره‌هایی که میلیاردها سال قدمت دارند، یکسان هستند.

این همان راز تابع جرم اولیه است. هر جمعیتی از ستارگان که در کهکشان ما و در تمام کهکشان‌هایی که ما را احاطه کرده‌اند، قرار دارند، همین تعادل را شامل می‌شوند؛ حتی اگر طی میلیاردها سال در شرایط بسیار متفاوتی متولد شده باشند. به صورت تئوری، تابع جرم اولیه باید به ‌طور چشمگیری متفاوت باشد. این موضوع برای دهه‌ها اخترشناسان را متحیر کرده است.

"داوید گوسجنوف"(Dávid Guszejnov)، از پژوهشگران این پروژه گفت: مدت‌هاست که می‌پرسیم چرا؟ شبیه‌سازی‌های ما ستاره‌ها را از بدو تولد تا نقطه پایان طبیعی شکل‌گیری آنها دنبال ‌کردند تا این راز را حل کنند.

شبیه‌سازی‌های جدید نشان داد که بازخورد ستاره‌ای در تلاش برای مقابله با گرانش، توده‌های ستاره‌ای را به سمت توزیع جرم یکسان سوق می‌دهد. این شبیه‌سازی‌ها، نخستین شبیه‌سازی‌هایی هستند که شکل‌گیری ستارگان را در یک ابر غول‌پیکر در حال فروپاشی دنبال می‌کنند و همچنین، نحوه تعامل این ستارگان تازه‌ تشکیل‌شده با محیط اطراف خود را که با انتشار نور و ریزش جرم همراه است، به تصویر می‌کشند.

این پژوهش، در مجله "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" به چاپ رسید.