اخترسنجی طیفی و سحابی‌ها

0 0 0 0

توسط آزاده کیوانی , 13 آوریل 2014

تصویر ۱: نمایش نمودار HR که تحول ستارگان را نشان می‌دهد. شاخه‌ی غولی مجانبی با رنگ قرمز مشخص شده است. تصویر برگرفته از http://goo.gl/IG6Iqq

یک ستاره با جرم ۰/۸ تا ۸‌‌ برابر جرم خورشید، بعد از طی مرحله‌ی شاخه‌ی غولی مجانبی (Asymptotic Giant Branch) به یک سحابی سیاره‌نما تبدیل می‌شود (تصویر ۱ را ببینید). سحابی سیاره‌نما یک پوسته‌ی هیدروژنی است که به آهستگی منبسط می‌شود و یک کوتوله‌ی سفید در مرکزش به جای می‌گذارد. سحابی‌های سیاره‌نما شکل‌های گوناگون و متنوعی دارند. چگونگی شکل‌گیری نامتقارن‌ترین سحابی‌ها موضوع بسیار جالبی است. مشاهدات فروسرخ و رادیویی نشان می‌دهند که ایجاد نامتقارنی در سحابی‌های سیاره‌نما، از گذری کوتاه میان مرحله‌ی شاخه‌ی غولی مجانبی و فاز سحابی سیاره‌نما (هنگامی که کاملا کدر شده‌اند و نوری از آن‌ها به ما نمی‌رسد) آغاز می‌شود.

با کمک مشاهدات فروسرخ، عدم تقارن هم در اجرامی که درست پس از مرحله‌ی شاخه‌ی غولی مجانبی هستند دیده شده است و هم در سحابی‌های تازه شکل گرفته. مشاهدات به دست آمده از تداخل‌سنجی و طیف‌نگاری امواج رادیویی و فروسرخ میانه، شواهد محکمی بر وجود غبار و هم‌چنین دیسک‌های گازی در هسته‌ی چندین سحابی سیاره‌نما یافته‌اند. مشاهدات دقیق‌تر رادیویی و فروسرخ که قدرت تفکیک بالاتری دارند، می‌توانند این نتایج را تایید کنند. به طور مثال، تداخل‌سنج‌های MIDI-VLTI و AMBER-VLTI قدرت تفکیک فضایی بسیار بالایی دارند. اما این مشاهدات تداخل‌سنجی، پرهزینه و زمان‌برند و حساسیت محدودی دارند. روش دیگر مطالعه‌ی ساختار سحابی‌های سیاره‌نما، استفاده از مطالعات اخترسنجی طیفی ((spectro-astrometric (SA) با قدرت تفکیک بالا است. 

تصویر ۲: نمایش تکنیک SA که تفکیک دوقطب یا دو لُب سحابی را میسر می‌کند. تصویر از مقاله برگرفته شده است.

در این مقاله، نویسندگان از این روش برای آشکارسازی و تحلیل ساختار دیسک-گونه‌‌ی ستارگان درحال گذر به سحابی سیاره‌نما استفاده کرده‌اند. تصویر (۲) استفاده از روش SA را برای یک ستاره و یک سحابی سیاره‌نمای دوقطبی فشرده نشان می‌دهد. همان‌طور که در شکل می‌بینید تکنیک SA، قابلیت تفکیک دو قطب سحابی نامتقارن را دارد. این تفکیک در نمودار سرعت که مربوط به نزدیک شدن و دور شدن لُب‌های (lobe) سحابی است، قابل مشاهده است. تکنیک SA می‌تواند ساختارهای فضایی‌ را که اندازه زاویه‌ای کوچک‌تر از یک پیکسل دارند، بهتر از یک صدم دقت طرح تداخلی تلسکوپ آشکار کند. باید متذکر شد که در عین حال، با این روش نمی‌توان تصاویر مستقیم از یک جسم تهیه کرد، بلکه تنها با مدلسازی موقعیت تعداد زیادی شکاف تداخلی می‌توان به هندسه‌ی مورد نظر دست یافت. 

در این مقاله نویسندگان از داده‌های CRIRES مربوط به سحابی اولیه IRAS 17516-2525 و سحابی جوان SwSt 1 استفاده کرده‌اند تا روش‌های خود را برای این‌گونه تحلیل‌های SA پیشرفت دهند. تحلیل آن‌ها وجود ساختار کوچک مقیاس را در IRAS 17516-2525 نشان می‌دهد که می‌تواند مربوط به لُب‌های دوقطبی کوچکی باشد. تحلیل‌های سحابی SwSt 1 دو ساختار با ابعاد مختلف را نشان می‌دهند. این تکنیک در مقایسه با باقی روش‌ها، ساختارهای کوچک‌تری را تفکیک کرده است و تحلیل داده به مدل‌های تئوری وابستگی کمتری داشته است. نویسندگان در پایان این مقاله نتیجه می‌گیرند که تکنیک SA برای جستجوی دیسک‌های ابعاد کوچک و ساختارهای نامتقارن در گذر کوتاه از شاخه‌ی غولی مجانبی به مرحله‌ی سحابی سیاره‌نما روش بسیار مناسبی است.

عنوان اصلی مقاله:
CRIRES-VLT high-resolution spectro-astrometry as a tool in the search of small structures at the cores of Planetary Nebulae
نویسندگان:
Mónica W. Blanco Cárdenas, Hans U. Käufl, Martín A. Guerrero, Luis F. Miranda, Andreas Seifahrt
این مقاله جهت چاپ در Astronomy and Astrophysics نوشته شده است.
لینک مقاله‌ اصلی: http://arxiv.org/abs/1404.2333

گردآوری: آزاده کیوانی