* اخترشناسان در یک پیمایش تازه از عکس هایی که تلسکوپ فضایی هابل ناسا از ۲۷۵۳ خوشه ی ستاره ای جوان و آبی فام در کهکشان آندرومدا (ام۳۱، زن بر زنجیر) گرفته دریافته اند که این کهکشان و کهکشان خودمان به نسبت جرم، دارای درصد یکسانی از ستارگان نوزادند.
دانشمندان با اندازه گیری درصد ستارگانی که دارای جرم ویژه ای در یک خوشههستند (تابع جرم آغازین یا IMF)، می توانند نور کهکشان های دوردست و تاریخ پیدایش ستارگان در کیهان را بهتر تفسیر کنند.
این پیمایش فشرده و متمرکز که با بهره از ۴۱۴ تصویر موزاییکی تلسکوپ هابلاز کهکشان آندرومداانجام شد، یک همکاری بیمانند میان اخترشناسان و "شهروند-دانشمندان"بود، دانشمندان آماتوری که در بررسی کوه داده های هابل، کمک هایی ارزشمند به اخترشناسان کردند.
 |
تصویر موزاییکی بالایی از پیوند ۴۱۴ عکس تلسکوپ هابل از کهکشان زن بر زنجیر (آندرومدا، ام۳۱) درست شده و بزرگ ترین تصویریست که تاکنون از تلسکوپ هابل به دست آمده. در پایین، سمت چپ، یک بزرگنمایی از چهارگوش کوچک نمای بالایی را می بینیم که ستارگان بیشماری را نشان می دهد و خوشه های ستاره ای بازی که به شکل نقطه های درخشان و آبی دیده می شوند. این چهارگوش کوچک پهنایی به اندازه ی ۴۴۰۰ سال نوری را می پوشاند. پایین، سمت راست هم شش خوشه ی آبی درخشان از همین میدان کوچک را می بینیم. پهنای چهارگوش هر خوشه ۱۵۰ سال نوری است. این تصویر در دو اندازه: بزرگ- بسیار بزرگ تر (۳.۴ مگ) نام هر یک از این شش خوشه: AP244 - AP108 - AP323 - AP94 - AP6 - AP14 (با کلیکیدن بر روی نام آن ها، تصویر بزرگشان را ببینید) ------------------------------------------------------------------------------ |
دنیل وایزاز دانشگاه واشنگتن در سیاتلمی گوید: «با توجه به حجم انبوه عکس های هابل، بررسی IMF بدون کمک شهروند-دانشمندان امکان پذیر نبود.» وایز نویسنده ی اصلی پژوهشنامه ای درین باره است که در شماره ی ۲۰ ژوئن آستروفیزیکال جورنال منتشر شد.
سنجش IMF انگیزه ی اصلی در راه اندازی پیمایش بلندپروازانه ی گسترده-نمای هابل از کهکشان همسایه‌مان بود، پیمایشی که به نام برنامه ی گنجینه ی همه‌رنگی هابل از آندرومدا (PHAT) شناخته می شد و در آن، نزدیک به ۸۰۰۰ تصویر در طول موج های فرابنفش-نزدیک، دیدنی (مریی)، و فروسرخ-نزدیک، از ۱۱۷ میلیون ستاره درون قرص این کهکشان گرفته شد.
ستارگان زمانی متولد می شوند که ابری غول پیکر از هیدروژنمولکولی، غبار، و عنصرهای کمیابدر خود می رُمبد. این ابر خود به تکه های کوچک تری بخش می شود که از آن ها گره های کوچک ماده پدید می آید و هر یک می توانند صدها ستاره بسازند. این ستارگان همگی ساختار یکسانی ندارند: می توانند جرمی هم ارز یک-دوازدهم تا چند صد برابر خورشید داشته باشند.
پیش از این پیمایش برجسته ی هابل از قرص پرستاره ی ام۳۱، اخترشناسان تنها سنجش های IMF را برای ستارگان کهکشان راه شیری خودمان انجام داده بودند. ولی نمای دید پرنده یهابل از ام۳۱ به آنان اجازه داد تا سنجش IMF را در میان شماری گسترده تر از همیشه از خوشه های ستاره ای که همگی هم تقریبا به یک فاصله از زمین بودند (۲.۵ میلیون سال نوری) انجام دهند. این پیمایشی گونه گون و متنوع بود زیرا خوشه ها در پهنه ی کهکشان پراکنده اند، جرمشان تا ده ها برابر تغییر می کند و سنی میان ۴ میلیون تا ۲۴ میلیون سال دارند.
این پژوهشگران با شگفتی دریافتند که IMF برای همه ی خوشه های بررسی شده بسیار همسان بود. گویا طبیعت ستارگان را مانند دسته های نان می پزد، با پراکندگی یکنواخت از ابَرغول های آبیبزرگ تا کوتوله های سرخکوچک. وایز می گوید: «با توجه به فیزیک پیچیده ی ستاره زایی، تصور این که IMF در کهکشان همسایه‌مان تا این حد یکدست باشد کار دشواریست.»
جالب این که فراوانی بزرگ ترین و پرجرم ترین ستارگان در این خوشه ها ۲۵ درصد کمتر از پیش بینی های گذشته بود. اخترشناسان از نور این درخشان ترین ستارگان برای وزن کردن خوشه های ستاره ای دوردست و کهکشان ها، و برای اندازه گیری سرعت ستاره زایی خوشه ها بهره می گیرند. این دستاورد نشان می دهد که جرم هایی که در پژوهش پیشین برآورد شده بودند بسیار کم بودند زیرا در آن پژوهش شمار ستارگان کم نور و کم جرمی که به همراه ستارگان پرجرم و درخشان به دنیا می آیند بسیار اندک فرض شده بود.
این شواهد همچنین نشان می دهند که کیهان آغازین عنصرهای سنگین کافی برای ساختن سیاره ها را نداشت زیرا در آن هنگام شمار ابرنواخترهاییکه از ستارگان بزرگ پدید می آمدند و عنصرهای سنگین مورد نیاز برای ساختن سیاره ها را تولید می کردندکم بود. دانستن نرخ ستاره زایی در کیهان آغازین -حدود ۱۰ میلیارد سال پیش- مهم است زیرا در همان دوران بود که بیشتر ستارگان کیهان شکل گرفتند.
کاتالوگ خوشه های ستاره ای PHAT، که پایه و شالوده ی این پژوهش بود، با کمک ۳۰ هزار داوطلبی پدید آمده که برای یافتن خوشه های ستاره ای، هزاران عکس گرفته شده توسط هابل را وارسی کردند.
پروژه ی آندرومدایکی از چندین تلاش شهروند-دانشمندی به میزبانی سازمان زونیورس (Zooniverse) است. در مدت ۲۵ سال، داوطلبان شهروند-دانشمند ۱.۸۲ میلیون دسته بندی از عکس ها (بر پایه ی میزان تمرکز ستارگان، شکل آن ها، و میزان نمایان بودن ستارگان بر پس زمینه) تهیه کردند که تقریبا هم ارز ۲۴ ماه توجه پیوسته ی هر فرد بود. دانشمندان از این دسته بندی ها برای شناسایی یک نمونه ی ۲۷۵۳ تاییِ خوشه ی ستاره ای بهره گرفتند که باعث شد شمار خوشه های شناخته شده در منطقه ی PHAT تا شش برابر افزایش یابد. وایز می گوید: «تلاش و پشتکار این شهروند-دانشمندان در را به روی گونه های تازه ای از پژوهش های جالب علمی باز می کند، از جمله همین اندازه گیری تازه ازIMF.»
*حدود دو سال پیش، زمانی که تازه این عکس منتشر شده بود و هنوز نتیجه ی بررسی داده ها منتشر نشده بود، درباره اش در وبلاگ یک ستاره در هفت آسمان خواندید: * بزرگترین تصویری که تاکنون از تلسکوپ هابل به دست آمده
واژه نامه:
NASA - Hubble Space Telescope - star cluster - Andromeda galaxy - M31 - galax - star - Initial Mass Function - IMF - citizen scientist - Daniel Weisz - The Astrophysical Journal - Panchromatic Hubble Andromeda Treasury - PHAT - ultraviolet - infrared - wavelength - molecular hydroge - trace element - sun - bird's-eye view - Earth - blue supergiant - red dwarf - star formation - heavy element - planet - supernova - Zooniverse
منبع: nasa
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان