ابرساختارهای بیگانه؟ اثر انگشت کیهانی؟ در اینجا چیزی است که پشت این تصویر دیدنی جیمز وب وجود دارد

در ماه ژوئیه، یک تصویر گیج‌کننده جدید از یک منظومه ستاره‌ای افراطی دور که توسط حلقه‌های هندسی متحدالمرکز احاطه شده بود، حتی اخترشناسان را نیز سر خود را خاراند. این تصویر، که شبیه نوعی «اثر انگشت کیهانی» است، از تلسکوپ فضایی جیمز وب، جدیدترین رصدخانه شاخص ناسا گرفته شده است.

اینترنت بلافاصله با نظریه ها و حدس و گمان ها روشن شد. برخی در حاشیه وحشی حتی آن را به عنوان مدرکی برای "کلان ساختارهای بیگانه" با منشا ناشناخته ادعا کردند.

خوشبختانه، تیم ما در دانشگاه سیدنی بیش از 140 سال روی این ستاره، معروف به WR20، مطالعه کرده بود - بنابراین ما در موقعیت اولیه ای بودیم که از فیزیک برای تفسیر آنچه می دیدیم استفاده کنیم.

مدل ما، منتشر شده در طبیعت, فرآیند عجیبی را توضیح می‌دهد که توسط آن ستاره الگوی خیره‌کننده حلقه‌هایی را که در تصویر وب دیده می‌شود تولید می‌کند (حالا خودش منتشر شده در نجوم طبیعت).

اسرار WR140

WR140 چیزی است که a نامیده می شود ستاره ولف رایت. اینها از افراطی ترین ستاره های شناخته شده هستند. در یک نمایشگر نادر اما زیبا، آنها گاهی اوقات می توانند توده ای از غبار را به فضا منتشر کنند که اندازه آن صدها برابر کل منظومه شمسی ما است.

میدان تشعشعی اطراف ولف-رایتس آنقدر شدید است که گرد و غبار و باد با هزاران کیلومتر در ثانیه یا حدود 1 درصد سرعت نور به بیرون کشیده می شوند. در حالی که همه ستارگان بادهای ستاره‌ای دارند، این ستارگان بیش از حد، چیزی شبیه یک طوفان ستاره‌ای را هدایت می‌کنند.

نکته مهم این است که این باد حاوی عناصری مانند کربن است که برای تشکیل غبار به بیرون جریان می یابد.

WR140 یکی از معدود ستاره های گرد و غباری Wolf-Rayet است که در یک سیستم دوتایی یافت می شود. این ستاره در مداری با ستاره دیگری است که خود یک ابرغول آبی عظیم با باد وحشی خود است.

تنها تعداد معدودی از سیستم‌هایی مانند WR140 در کل کهکشان ما شناخته شده‌اند، اما این تعداد معدودی غیرمنتظره‌ترین و زیباترین هدیه را به اخترشناسان می‌دهند. همانطور که انتظار می رود، گرد و غبار به سادگی از ستاره خارج نمی شود و یک توپ مه آلود را تشکیل نمی دهد. در عوض فقط در ناحیه ای مخروطی شکل که بادهای دو ستاره با هم برخورد می کنند تشکیل می شود.

از آنجا که ستاره دوتایی در حرکت مداری ثابت است، این جبهه شوک نیز باید بچرخد. سپس توده دوده به طور طبیعی به شکل مارپیچی پیچیده می شود، به همان روشی که جت از یک آبپاش باغچه چرخان.

با این حال، WR140 چند ترفند دیگر در آستین خود دارد که پیچیدگی بیشتر را در صفحه نمایش خودنمایی می کند. این دو ستاره در مدارهای دایره‌ای نیستند، بلکه بیضی‌شکل هستند، و علاوه بر این، تولید غبار به‌صورت اپیزودیک با نزدیک شدن و خروج دوتایی به نزدیک‌ترین نقطه، خاموش و روشن می‌شود.

[محتوای جاسازی شده]

یک مدل تقریبا عالی

تیم ما با مدل‌سازی همه این اثرات در هندسه سه‌بعدی ستون غبار، مکان ویژگی‌های گرد و غبار را در فضای سه‌بعدی ردیابی کرد.

با برچسب گذاری دقیق تصاویر جریان در حال انبساط گرفته شده در رصدخانه کک در هاوایی، یکی از بزرگترین تلسکوپ های نوری جهان، متوجه شدیم که مدل جریان در حال گسترش ما تقریباً با داده ها مطابقت دارد.

به جز یک نیگل در نزدیکی ستاره، گرد و غبار در جایی که قرار بود باشد نبود. تعقیب آن ناهماهنگی جزئی ما را به پدیده ای سوق داد که قبلاً در دوربین دیده نشده بود.

قدرت نور

ما می دانیم که نور دارای حرکت حرکتی است، به این معنی که می تواند فشاری را بر روی ماده اعمال کند که به عنوان فشار تشعشع شناخته می شود. نتیجه این پدیده، به شکل سواحل ماده با سرعت زیاد در اطراف کیهان، در همه جا مشهود است.

اما این یک فرآیند بسیار دشوار بوده است تا در عمل به دست بیاید. این نیرو با فاصله به سرعت محو می شود، بنابراین برای مشاهده شتاب مواد، باید حرکت ماده را در یک میدان تابشی قوی ردیابی کنید.

این شتاب یکی از عناصر گمشده در مدل های WR140 بود. داده های ما مطابقت نداشتند زیرا سرعت انبساط ثابت نبود: گرد و غبار از فشار تشعشع تقویت می شد.

گرفتن آن برای اولین بار در دوربین چیز جدیدی بود. در هر مداری، گویی ستاره بادبان غول پیکری را که از غبار ساخته شده است باز می کند. بادبان غبارآلود هنگامی که تشعشعات شدیدی را که از ستاره جاری می شود، می گیرد، مانند قایق بادبانی که در حال وزش باد است، یک جهش ناگهانی به جلو انجام می دهد.

حلقه های دود در فضا

نتیجه نهایی تمام این فیزیک بسیار زیباست. مانند یک اسباب‌بازی ساعت‌دار، WR140 حلقه‌های دودی را که دقیقاً مجسمه‌سازی شده‌اند را با هر گردش هشت ساله بیرون می‌زند.

هر حلقه با تمام این فیزیک فوق العاده که در جزئیات شکل آن نوشته شده است حک شده است. تنها کاری که باید انجام دهیم این است که منتظر بمانیم و باد در حال گسترش پوسته غبار را مانند یک بالن باد می کند تا زمانی که به اندازه کافی بزرگ شود که تلسکوپ های ما بتوانند تصویربرداری کنند.

سپس، هشت سال بعد، دوتایی در مدار خود باز می‌گردد و پوسته دیگری شبیه به پوسته قبلی ظاهر می‌شود که در داخل حباب نسل قبلی خود رشد می‌کند. صدف‌ها مانند مجموعه‌ای شبح‌وار از عروسک‌های غول‌پیکر تودرتو جمع می‌شوند.

با این حال، تا زمانی که تصویر جدید وب در ماه ژوئن رسید، میزان واقعی هندسه‌ای که برای توضیح این منظومه ستاره‌ای جذاب به دست آورده بودیم، به ما نشان داده نشد.

در اینجا نه یک یا دو، بلکه بیش از 17 صدف مجسمه سازی شده بود، که هر کدام تقریباً یک ماکت دقیق در داخل پوسته قبلی بود. این بدان معناست که قدیمی ترین و بیرونی ترین پوسته قابل مشاهده در تصویر وب باید حدود 150 سال قبل از جدیدترین پوسته پرتاب شده باشد که هنوز در مراحل اولیه خود است و از جفت ستاره های درخشانی که فیزیک را در قلب سیستم هدایت می کنند، شتاب می گیرد.

Wolf-Rayets با پرهای تماشایی و آتش بازی های وحشی خود، یکی از جذاب ترین و پیچیده ترین تصاویری را که توسط تلسکوپ جدید وب منتشر شده است، ارائه کرده اند.

این یکی از اولین تصاویری بود که وب گرفته شد. ستاره شناسان همگی در لبه صندلی های ما هستند و منتظرند که این رصدخانه چه شگفتی های جدیدی را به ما خواهد رساند.

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

تصویر های اعتباری: NASA، ESA، CSA، STScI، NASA-JPL، Caltech