ستاره‌ها تا خوشه‌های ستاره‌ای

ستاره ها و فضاهای مرتبط با آن ها مجموعه های بسیار متفاوتی را شکل می دهند. ستاره های دوتایی بزرگترین عضو این مجوعه را تشکیل می دهند. بعلاوه سیستم های متشکل از ستاره های بیشتر هم فراوان هستند. دسته های بزرگتر خوشه های باز و خوشه های کروی را تشکیل می دهند. INO340 برای مطالعه بسیاری از مسائل موجود در زمینه فیزیک ستاره ها کاملاً مناسب است.

این عکس با تلسکوپ VLT و از رصدخانه پارانال گرفته شده است بخشی از تجمع ستاره‌ای Ara OB1 را نشان می دهد. در مرکر عکس خوشه باز جوان NGC 6193 را می بینید و در سمت راست سحابی نشری NGC 6188 قرار دارد که بوسیله نور ستاره های نزدیکش درخشان شده است. Image credit: eso.org

ستاره ها

ستاره ها نتیجه فرایندهایی اساسی هستند که ابرهای پراکنده مواد میان ستاره ای را به اجسامی کم و بیش متراکم تبدیل می کند. گاز چه در حالت اتمی باشد و چه مولکولی هنگامی که با غبار مخلوط شود در اثر فرایند رمبش گرانشی پیش ستاره ها را شکل می دهد. این پیش ستاره ها معمولاً با یک پوسته میان ستاره ای احاطه شده اند که در نهایت تبدیل به قرص پیش ستاره ای می شود.

ستاره ها کوره های واکنش های هسته ای هستند و این از زمانی از پیش ستاره به ستاره تبدیل می شوند آغاز می شود و تا هنگامی که کم و بیش به یک جرم فشرده و تبهگن تبدیل شوند ادامه دارد. در نهایت طی واکنش های مختلفی ستاره ها مواد منتج همان برهم کنش ها را در فضای میان ستاره ای پخش می کنند. ستاره های با جرم متوسط، مثل خورشید، این مواد تنها تا فاصله های قابل مقایسه با ابعاد خود ستاره پیش می رود در حالیکه ستاره های پرجرم تر لایه های بیرونی موادشان را تا فاصله های بسیار دوری پراکنده می کنند.

خود ستاره ها از مواد میان ستاره ای شکل می گیرند که بیشتر حاوی هیدروژن و هلیوم هستند اما کمی هم از عناصر سنگین تر و غبار دارند. این غبار تا حد زیادی فرایند شکل گرفتن ستاره ها را از دید می پوشاند. البته این پوشش در رصدهای طول موج های بلندتر مؤثر است. ستاره ای که در حال شکل گیری است موادی که در اطرافش هست را تحت تأثیر قرار می دهد به شکلی که فراوانی نسبی عناصر را تغییر می دهد. ستاره ها با حرکت از هیدروژن به سمت عناصر سنگینتر و تبدیل جرم و فراوانی عناصر مختلف، شیمی کل عالم را تعیین می کنند.

ابرهای مولکولی

ستاره ها برای شکل گیری نیاز به ابرهای بزرگ مولکولی دارند و هرجا که چگالی این ابرها بیشتر باشد ستاره زایی نیز قوی تر خواهد بود. دلیلش هم مشخص است. با وجود آنکه محیط میان ستاره‌ای در کل چگالی خیلی کمی دارد اما ابرهای میان ستاره ای در این میان مستثنی هستند و چگال ترین نواحی این محیط را تشکیل می دهند. چگال ترین ابرهای مولکولی کهکشان نواحی اصلی ستاره زایی را تشکیل می دهند. فرایندهایی که ستاره زایی را در ابرهای بزرگ گاز مولکولی کنترل می کنند فرایندهایی بنیادی هستند اما هنوز شناخت بسیار کمی از آن ها داریم. بخشی از این مسئله به آن دلیل است که مشکلات زیادی برای پیداکردن، نقشه بردای و در نهایت درک ابرهای پیش ستاره ای وجود دارد.

ابرنواخترها

ابرنواخترها اجرام بسیار جالبی هستند. آن ها از این رو که در نهایت با یک انفجار کم و بیش مخرب همراه هستند، نقش مهمی را در سناریوهای تحولی بازی می کنند. با توجه به پرتاب بسیار قوی مواد آن هم در مقادیر خیلی زیاد و حاوی سطح بالایی از عناصر سنگین، آن ها در بسیاری از تحقیقات ستاره زایی و مطالعات فراوانی عناصر اجرام کلیدی به شمار می آیند. از آنجا که ابرنواخترها نور جسم اولیه را تا مقادیر خیلی بالا افزایش می دهند که ممکن است تا بیش از ۱۰۰ برابر نور ستاره اولیه برسد، از آن ها به عنوان نشان های کهکشان های بسیار دور استفاده می شود. حتی کهکشان هایی که در ابتدای عالم تشکیل شده اند. هنگامی که ابرنواخترها در چنین کهکشان هایی آشکارسازی شوند می توان از آن ها برای مطالعه فازهای بسیار ابتدایی عالم استفاده کرد.

در صورتیکه از توان تفکیک طیفی بهینه استفاده شود، تمام انواع ابرنواخترها و بازمانده هایشان و همچنین ستاره های مرکزی آن ها قابل رصد با تلسکوپ ۳/۴ متری رصدخانه ملی هستند.

مجموعه ای از قرص‌های در حال تشکیل سیاره که توسط تلسکوپ آلما تصویربرداری شده اند. Credits: S. Andrews, L. Cieza, A. Isella, A. Kataoka, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF), and ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

رصد قرص های پیش سیاره ای

نتایج تحقیقات اخیر نشان می دهد که در حال حاضر علاقه زیادی در بین منجمان برای رصد قرص های پیش سیاره ای وجود دارد. البته رصدهای انجام شده بیشتر نشان می دهند که داده های رصدی موجود بسیار کم است و نیاز به کار خیلی بیشتری است. واضح است که تلسکوپ های بزرگ تر (البته نه لزوماً خیلی بزرگ) سطح بیشتری برای جمع آوری نور این اجرام کم نور دارند.

زمانی که به رصد قرص های پیش سیاره ای فکر می کنیم مدهای رصدی باید متفاوت باشند و بطور تکمیلی در کنار هم استفاده شوند. وقتی داده هایی که از این برنامه بدست می آیند با هم ترکیب شوند بدون شک شناخت ما را از فرایندهای پیدایش و تحول سیستم های سیاره ای بالا خواهند برد.

در مقایسه با نوری که به طور مستقیم از ستاره مرکزی دریافت می شود پراکندگی طیفی، ساختارهای کوچک مقیاس طیفی و قطبش نور بازتابی از قرص پیش سیاره ای تغییر می کند. یکی از راه های معمل برای پیدا کردن و مطالعه قرص های پیش سیاره ای استفاده از نورسنجی در طول موج های مختلف است. طیف سنجی گزینه مناسب دیگری است که البته از نظر عملی انجام آن پیچیده است. سنجش قطبیدگی قرص های پیش سیاره ای نیز یکی از روش های دقیق برای مطالعه آنهاست. با وجود آنکه اثرات قابل مشاهده از این قرص ها در روش سنجش قطبیدگی کمتر از نورسنجی یا طیف نگاری است، یکی از برتری های این روش این است که وابستگی خیلی کمی به خطاهای ناشی از وجود جو زمین است. از این رو در صورتیکه تلسکوپ رصدخانه ملی به ابزار مناسب این کار مجهز شود، INO340 برای انجام این دسته از مطالعات و موارد مشابه بسیار مفید خواهد بود.