هر ده سال یک بار منجمان در آمریکا مطالعه‌اى را به نام “ارزیابى ده‌سالانه‌ی اخترشناسى و اخترفیزیک” (Astronomy and Astrophhysics Decadal Survey) انجام مى‌دهند که وضعیت نجوم را در گذشته و در حال حاضر بررسى کرده و مسیر نجوم را در دهه‌ی پیش رو پیشنهاد کرده و یا پیش‌بینى مى‌کند. براى این ارزیابى منجمان از سراسر کشور مقالاتی درباره‌ی موضوعات گوناگون نجومی می‌نویسند که در آن به وضعیت دانش نجوم در آن موضوع خاص و آنچه برای پیشرفت در آن موضوع از نظر ابزاری و تکنولوژی در آینده نیاز است، می‌پردازند. به این مقالات، مقالات سفید می‌گویند. سپس هیاتى از منجمان جمع‌بندى این مطالعات و ارزیابى‌ها را تهیه کرده و در اختیار نهادهاى گوناگون، از جمله کنگره‌ی آمریکا، قرار مى‌دهند تا براى تصمیم‌گیرى‌هاى اساسى از آن استفاده شود. تاکنون شش ارزیابی نجوم تهیه شده است (نخستین ارزیابی در سال ۱۹۶۴ بود). امسال نیز ارزیابی نجوم دهه‌ی ۲۰۲۰ در حال تنظیم و بررسی است. به همین منظور، اسطرلاب تصمیم گرفته است به مرور، خلاصه‌ای از برخی از مقاله‌های سفید ارزیابی دهه‌ی ۲۰۲۰ را منتشر کند. چهارمین مقاله‌ی این مجموعه به موضوع چرخه‌ی حیات ذرات غبار در کهکشان‌های دور و نزدیک می‌پردازد. ——————————————————————————————————————————————————— غبار میان‌ستاره‌ای یکی از ابزارهای شناخت بهتر فرآیندهای اخترفیزیکی است. گرچه غبار فقط میزان کمی از محتوات فضای میان‌ستاره‌ای را تشکیل می‌دهد (برای مثال در راه‌شیری نسبت جرم غبار حدود ۱ درصد جرم گاز محیط میان‌ستاره‌ای است)، غبار در مقیاس‌های مختلفی از سحابی‌های پخشی(۱) میان‌ستاره‌ای تا فوران‌های ستاره‌ای ستاره‌های تکامل‌یافته و قرص‌های پیش‌ستاره‌ای دیده می‌شود. بنابراین، غبار نشان‌دهنده‌ی خوبی برای تابش کهکشانی، تحول ستاره‌ای، و شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌ها است. در شکل ۱ چرخه‌ی حیات غبار را می‌بینید. به طور خلاصه، غبار به ذرات جامد سیلیکاتی و کربنی گفته مب‌شود که به اشکال مختلفی ظاهر می‌شوند. این عناصر در مرکز ستاره‌ها تولید می‌شوند و در مراحل پایانی شکل‌گیری ستاره‌ها به فضای میان‌ستاره‌ای وارد می‌شوند. شوک‌های ناشی از انفجار ابرنواختری و یا تایش شدید ستاره‌ای می‌تواند غبار در فضای میان‌ستاره‌ای را تغییر دهد. غبار میان‌ستاره‌ای موجب پایین بردن دمای سحابی‌های میان‌ستاره‌ای می‌شود. توبید سحابی‌های چگال و سرد لازمه‌ی تولید ستاره‌ها هستند و در چنین محیط‌هایی است که غبار به ذرات بزرگ‌تر رشد می‌کند و بذر سیاره‌ها را می‌سازد. این چرخه با پایان یافتن عمر نسل بعدی ستاره‌ها از سر گرفته می‌شود. شکل ۱: چرخه‌ی حیات غبار این که غبار میان‌ستاره‌ای چگونه تولید می‌شود، از پرسش‌های مطرح اخترشناسی امروز است. غبار می‌تواند در بادهای ستاره‌ای ستاره‌های تحول‌یافته، فورانات ابرنواخترها، و حتی چگال شدن در محیط میان‌ستاره‌ای به وجود آید. اما این که کدام مکانیزم غالب است مشخص نیست. از طرف دیگر ذرات غبار در کهکشان‌های دور (انتقال‌به‌سرخ‌های بالای ۵) ممکن است کاملا با ذرات غباری که در راه‌شیری (عکس بالای صفحه) می‌بینیم متفاوت باشند، چرا که کهکشان‌های دور زمان بسیار کمتری برای غنی‌سازی محیط میان‌ستاره‌ای با عناصر سنگین داشتند. با این حال ذخیره‌های غباری زیادی در کهکشان‌های دور دیده شده است که وجود غبار را در دوره‌های آغازین کیهان تایید می‌کند. گرچه منشا این غبار مشخص نیست اما هرچه باید باید در زمان خیلی کوتاهی به وجود بیاید ستاره‌ها و سیاره‌ها نیز در هسته‌های چگال ابرهای ملکولی به وجود می‌آیند، مکانی که در آن تصور می‌شود ذرات غبار رشد می‌کنند و از اندازه‌های میکرومتری به اندازه‌های سیاره‌ای می‌رسند. ویژگی‌های فیزیکی این ذرات و جنس آن‌ها در این فرآیند اهمیت زیادی دارد. چشم‌اندازهای آینده مطالعه‌ی دقیق و کامل چرخه‌ی حیات غبار باید به کمک ترکیب اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی، مدل‌سازی‌ها، و رصد انجام شود. مطالعات آزمایشگاهی کمک می‌کنند که ترکیبات غبار و نحوه‌ی تغییر ویژگی‌های ذرات را در شرایط گوناگون بررسی کنیم. مدل‌سازی‌ها کمک می‌کنند که فرآیندهای جذب و پراکندگی و قطبش نور توسط ذرات غبار را بهتر متوجه شویم. در نهایت، رصدهای گسترده و جامع غبار در محیط گوناگون میان‌ستاره‌ای داخل راه‌شیری تا کهکشان‌های دور نیز لازم هستند تا چرخه‌ی حیات غبار را بتوان کامل و جامع بررسی کرد. (۱) Diffuse clouds عنوان اصلی مقاله: Astro2020: Science White Paper: Life Cycle of Dust گردآوری: آیرین شیوایی
نویسندگان: Sadavoy et al.
لینک اصلی مقاله: https://arxiv.org/abs/1904.10994
دسته‌ها: مقالات آموزشی
