31 ژانویه 2025-تشکیل ستاره-© Shutterstock/Jurik Peter
ستاره‌شناسان مدت‌هاست که به دنبال عامل کلیدی بوده‌اند که باعث می‌شود برخی کهکشان‌ها ستاره‌های کارآمدتری نسبت به بقیه تولید کنند.اکنون، تحقیقات انقلابی نشان داده است که یک عنصر تئوری قبلی – میدان های مغناطیسی – نقش مهمی در روند تشکیل ستاره در کهکشان های ادغام شده ایفا می کند.
چگونه میدان های مغناطیسی به شکل گیری ستاره ها سوخت می دهند؟
درست مانند یک زودپز که از یک درب برای نگهداری گرما و فشار برای پخت و پز استفاده می کند، کهکشان هایی که تحت ادغام قرار می گیرند ممکن است برای ایجاد شرایط مناسب برای تشکیل ستاره به میدان های مغناطیسی متکی باشند.
دانشمندان در حال مطالعه Arp 220، سیستمی که از برخورد دو کهکشان مارپیچی غنی از گاز تشکیل شده است، شواهد قانع کننده ای از میدان های مغناطیسی در دیسک متراکم گاز و غبار آن کشف کرده اند.
Arp 220 یکی از درخشان ترین اجرام فراتر از کهکشان راه شیری است که در نور مادون قرمز مشاهده می شود. فعالیت شدید ستارگان در این منظومه برای سال ها اخترشناسان را متحیر کرده است.
در حالی که ادغام کهکشان‌ها باعث انفجارهای سریع تشکیل ستاره‌ها می‌شود، مکانیسم‌های دقیقی که این فرآیند را تنظیم می‌کنند – تا کنون نامشخص مانده‌اند.
مشاهده میدان های مغناطیسی در یک کهکشان در حال ادغام برای اولین بار
برای اولین بار، محققان میدان های مغناطیسی را در اعماق هسته ادغام کهکشان ها شناسایی کرده اند که بینش جدیدی در مورد نقش آنها در شکل دادن به مهدکودک های ستاره ای ارائه می دهد.
این کشف با استفاده از آرایه Submillimeter (SMA)، مجموعه ای از هشت بشقاب رادیویی واقع در نزدیکی قله Maunakea، هاوایی انجام شد. این تلسکوپ پیشرفته به اخترشناسان اجازه داد تا در اعماق Arp 220 کاوش کنند و حضور این میدان های گریزان را کشف کنند.
برای تشکیل ستارگان جدید، مقادیر زیادی گاز باید با هم فشرده شوند. با این حال، همانطور که ستارگان جوان مشتعل می‌شوند، گرمای شدیدی تولید می‌کنند که باعث می‌شود گاز اطراف پراکنده شود و شکل‌گیری ستاره‌ها را کندتر کند.
میدان‌های مغناطیسی به‌عنوان نیروی تثبیت‌کننده عمل می‌کنند، گاز را به هم متصل می‌کنند و از خروج سریع آن جلوگیری می‌کنند – مشابه اینکه درب زودپز گرما را حفظ می‌کند و به غذا اجازه می‌دهد تا به طور موثر بپزد.
چرا برخی از کهکشان ها ستاره ها را کارآمدتر تشکیل می دهند؟
یکی از بزرگترین اسرار در اخترفیزیک این است که چرا برخی کهکشان ها، به ویژه آنهایی که در حال ادغام هستند، گاز را سریعتر از بقیه به ستاره تبدیل می کنند. این پدیده که به عنوان انفجار ستاره شناخته می شود، مدل های مرسوم شکل گیری ستاره ها را به چالش می کشد.
ستاره شناسان اکنون بر این باورند که میدان های مغناطیسی می توانند حلقه مفقوده باشند. این میدان ها با نگه داشتن گاز ستاره ساز در کنار هم، در برابر انبساط و اتلاف ناشی از گرمای ستارگان جوان و انفجارهای ابرنواختر مقاومت می کنند. این فرآیند به گاز اجازه می دهد به اندازه کافی چگال باقی بماند تا به شکل گیری ستاره ها با سرعتی شتابان ادامه دهد.
یکی دیگر از عملکردهای مهم میدان های مغناطیسی در ادغام کهکشان ها، توانایی آنها در کند کردن چرخش گاز درون دیسک ها است. این کاهش سرعت به گرانش اجازه می دهد تا کشش قوی تری روی گاز اعمال کند و آن را به داخل قیف کند و ستاره فوران های شدید را تحریک کند. بدون این اثر، گاز با سرعت بیشتری پراکنده می شود و تشکیل ستارگان جدید را محدود می کند.
این یافته‌ها پیشرفت قابل‌توجهی در درک اینکه چگونه ادغام کهکشان‌ها ستاره‌هایی با چنین سرعت بالایی تولید می‌کنند را نشان می‌دهد.تاکنون، حضور میدان‌های مغناطیسی در این محیط‌ها صرفاً تئوری بوده است، اما مشاهدات جدید شواهد ملموسی را ارائه می‌کنند که نشان می‌دهد این میدان‌ها نقش حیاتی در تنظیم شکل‌گیری ستارگان دارند.
آینده تحقیقات تشکیل ستاره
با این کشف، ستاره شناسان اکنون مشتاق هستند تا بررسی کنند که آیا میدان های مغناطیسی مشابهی در دیگر کهکشان های مادون قرمز مادون قرمز وجود دارد یا خیر. آنها امیدوارند با گسترش تحقیقات خود، مدل‌های تشکیل ستاره را اصلاح کنند و بینش عمیق‌تری در مورد نیروهایی که درخشان‌ترین کهکشان‌های کیهان را شکل می‌دهند، به دست آورند.
این مطالعه نشان‌دهنده یک گام بزرگ رو به جلو در اخترفیزیک است که مکانیسم‌های پنهانی را که بر تکامل ستاره‌ها حاکم هستند، روشن می‌کند.
با پیشرفت فناوری و قدرتمندتر شدن تلسکوپ‌ها، نقش میدان‌های مغناطیسی در شکل‌گیری کهکشان‌ها احتمالاً واضح‌تر می‌شود و فصل‌های جدیدی را در درک ما از کیهان باز می‌کند.
