محل شکل‌گیری ستاره‌ها در کهکشان‌ها کجاست؟

محل شکل‌گیری ستاره‌ها در کهکشان‌ها کجاست؟

شبیه‌سازی‌ها و رصدهای متعدد نشان داده‌اند که کهکشان‌های معمولی ستاره‌زا جرم خود را از طریق برافزایش(۱) گاز سرد (تغذیه‌ی گاز سرد از محیط میان‌کهکشانی به داخل کهکشان) و تبدیل آن به ستاره، جمع می‌کنند. یکی از نشانه‌های این فرآیند درونی (in-situ) تشکیل جرم، رابطه‌ی نسبتا تنگاتنگ میان آهنگ ستاره‌زایی و جرم ستاره‌ای کهکشان‌ها است. اما فرآیند تشکیل جرم در کهکشان‌هایی که آهنگ ستاره‌زایی بسیار بیشتری دارند (برای مثال بیشتر از ۳۰۰ جرم خورشیدی در سال) چندان مشخص نیست: آیا ستاره‌زایی شدید در این کهکشان‌ها به علت برخوردهای کهکشانی است یا از برافزایش مداوم گاز سرد نشات می‌گیرد؟

یکی از پرسش‌های مهم و در عین حال پیچیده در این زمینه این است که ستاره‌ها در چه بخشی از کهکشان به وجود می‌آیند؟ تهیه‌ی تصاویر تفکیک‌پذیر از کهکشان‌ها در طول‌موج‌هایی که ستاره‌زایی را نشان می‌دهند، مانند خطوط بالمر هیدروژن، ما را به پاسخ این پرسش‌ها نزدیک می‌کند. چنین مطالعاتی به ما نشان می‌دهد که به طور میانگین ستاره‌زایی در مرکز کهکشان‌ها بیشتر است. اما مشکل اصلی اینجاست که جذب‌شدگی توسط غبار، رصدهای ما را تحت تاثیر قرار می‌دهد. به این ترتیب، ما به نقشه‌های با کیفیت بالا (با وضوح زیر یک ثانیه‌ی قوسی) که مستقل از غبار باشند احتیاج داریم تا محل ستاره‌زایی را در کهکشان‌ها مشخص کنیم. آرایه‌های رادیویی VLA و میلی‌متری آلما (ALMA) برای این رصدها بسیار مناسب هستند. مؤلفان این مقاله با استفاده از VLA در طول‌موج ۵ سانتی‌متر و آلما در طول‌موج ۱.۳ میلی‌متر، تصاویری با دقت ۰.۴ ثانیه‌ی قوسی از ۱۱ کهکشان‌ ستاره‌زا در انتقال‌به‌سرخ ۲ تهیه کرده‌اند. تصاویر ۵ سانتی‌متری، آهنگ ستاره‌زایی را از طریق تابش سینکروترون از ابرنواخترها دنبال می‌کند و تصاویر ۱.۳ میلی‌متری تابش غبار را که به ستاره‌زایی مربوط است نشان می‌دهد.

شکل ۱: تصاویر هابل، آلما، و VLA از سه کهکشان دور. از چپ به راست: تصاویر رنگی ترکیبی از فیلترهای هابل، نقشه‌ی ستاره‌زایی جذب‌نشده توسط غبار، تصاویر ریخت‌شناسی کهکشان، نقشه‌ی چگالی سطحی آهنگ ستاره‌زایی، نقشه‌ی چگالی سطحی جرم غبار، نقشه‌ی چگالی سطحی جرم ستاره‌ای.

شکل ۱: تصاویر هابل، آلما، و VLA از سه کهکشان دور. از چپ به راست: تصاویر رنگی ترکیبی از فیلترهای هابل، نقشه‌ی ستاره‌زایی جذب‌نشده توسط غبار، تصاویر ریخت‌شناسی کهکشان، نقشه‌ی چگالی سطحی آهنگ ستاره‌زایی، نقشه‌ی چگالی سطحی جرم غبار، نقشه‌ی چگالی سطحی جرم ستاره‌ای.

در شکل ۱، تصاویر سه کهکشان از ۱۱ کهکشانی که در این مقاله بررسی شده‌اند را می‌بینید (از چپ به راست: تصاویر رنگی ترکیبی از فیلترهای هابل، نقشه‌ی ستاره‌زایی جذب‌نشده توسط غبار، تصاویر ریخت‌شناسی کهکشان، نقشه‌ی چگالی سطحی آهنگ ستاره‌زایی، نقشه‌ی چگالی سطحی جرم غبار، و نقشه‌ی چگالی سطحی جرم ستاره‌ای). در برخی از این تصاویر، نقشه‌های چگالی سطحی جرم ستاره‌ای نشان می‌دهند که کهکشان نامنظم و مختل‌شده است (نقشه‌های سمت راست کهکشان‌های بالا و وسط در شکل ۱). در این تصاویر ستاره‌زایی شدید در کل کهکشان (هم در کهکشان‌های پایدار و هم در کهکشان‌های مختل‌شده) مشاهده می‌شود. ستاره‌زایی در بخش‌هایی که تمرکز جرم ستاره‌ای وجود دارد بیشتر است. این رصدها نشان‌گر محیط‌های کهکشانی غنی از گاز همراه با ستاره‌زایی شدید هستند. این ستاره‌زایی‌های شدید می‌تواند جریان‌های بیرون‌روی(۲) قوی تولید کند. هم‌چنین، این رصدها نشان می‌دهند که ستاره‌زایی در کهکشان‌های بسیار ستاره‌زا و فعال متمرکزتر از کهکشان‌های معمولی است.

(۱) accretion
(۲) outflow

عنوان اصلی مقاله: VLA AND ALMA IMAGING OF INTENSE, GALAXY-WIDE STAR FORMATION IN z ۲ GALAXIES
نویسندگان: W. Rujopakarn, et al
این مقاله برای چاپ به نشریه‌ی ApJ فرستاده شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: https://arxiv.org/abs/1607.07710
گردآوری: آیرین شیوایی

دسته‌ها: مقالات روز

درباره نویسنده

آیرین شیوایی

پژوهشگر پَسادکترا در زمینه‌ی نجوم رصدی کهکشان‌ها در دانشگاه آریزونا است. او هم‌اکنون عضو تیم علمی ابزار فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب است. او در سال ۲۰۱۷ دکترای فیزیک خود را از دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید دریافت کرد. پروژه‌ی دکترای او تحقیق درباره‌ی چگونگی تحول کهکشان‌های جوان عالم از طریق بررسی غبار میان‌ستاره‌ای و ستاره‌زایی در آن‌ها بود. او برای مطالعه و بررسی این کهکشان‌ها، که حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، از داده‌های تلسکوپ‌های زمینی کک و تلسکوپ‌های فضایی هابل و اِسپیتزر استفاده کرد.

دیدگاه‌ها

  1. حامد
    حامد ۲۳ مهر, ۱۳۹۵، ۰۲:۲۳

    سلام
    من یک سوال دارم که تا حالا نتونستم جوابی براش پیدا کنم خیلی لطف می کنید اگر منو راهنمایی کنید :):)
    ؟؟ اندازه ی آسمان آیا بی نهایت است؟؟؟
    من که شخصا خیلی با این موضوع مشکل دارم و نمیتونم بپذیرم که این فضا تابی نهایت ادامه داشته باشد !!!!!!!

    پاسخ به این دیدگاه
    • آیرین شیوایی
      آیرین شیوایی نویسنده ۲۵ بهمن, ۱۳۹۵، ۰۱:۰۶

      سلام، کیهان انتهایی ندارد. شاید برای بهتر فهمیدن این قضیه بتوان دنیایی را با یک بعد کمتر تصور کرد: مورچه‌ای که روی سطح یک کره زندگی می‌کند انتهایی برای جهانش نمی‌بیند.

      پاسخ به این دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*