جیمز وب اسرار خرچنگ کهکشانی را بر ملأ می کند
بازار مقاله: پژوهشگران آمریکایی با «تلسکوپ فضایی جیمز وب» به بررسی «سحابی خرچنگ» پرداخته اند تا منشأ و جزییات آنرا آشکار کنند.
به گزارش بازار مقاله به نقل از ایسنا، گروهی از دانشمندان با کمک «تلسکوپ فضایی جیمز وب» به تحلیل ترکیب «سحابی خرچنگ»(Crab Nebula) پرداخته اند و بقایای ابرنواختری را مشاهده کرده اند که در فاصله ۶۵۰۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی «گاو»(Taurus) قرار دارد.
به نقل از ناسا، این گروه پژوهشی با کمک «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) و «دوربین فروسرخ نزدیک»(NIRCam) جیمز وب، داده هایی را جمع آوری کرده اند که می تواند تاریخچه سحابی خرچنگ را آشکار کند.
سحابی خرچنگ نتیجه ابرنواختر حاصل از فروپاشی هسته بعد از مرگ یک ستاره بزرگ است. خود انفجار ابرنواختر در سال ۱۰۵۴ بعد از میلاد روی زمین دیده شد و آن قدر روشن بود که در طول روز مشاهده شود. بقایای خیلی کم نورتر ابرنواختر که امروزه دیده می شود، پوسته ای از گاز و غبار درحال انبساط و باد درحال خروج است که یک «تپ اختر»، آنرا به سرعت در حالت چرخشی قرار داده و به شدت مغناطیسی کرده است.
سحابی خرچنگ بسیار غیر عادی است. ترکیب غیر معمول و انرژی بسیار پایین انفجار آن پیش تر ازطریق یک «ابرنواختر جذب الکترون» توضیح داده شده است. ابرنواختر جذب الکترون، یک نوع نادر از انفجار است که از یک ستاره با هسته کمتر تکامل یافته متشکل از اکسیژن، نئون و منیزیم بجای هسته فلزی معمولی ناشی می شود.
بیشتر بخوانید:
دانشمندان نوع جدیدی از "ابرنواختر" کشف کردند!
«تیا تمیم»(Tea Temim)، پژوهشگر «دانشگاه پرینستون»(Princeton University) و پژوهشگر ارشد این پروژه، اظهار داشت: حالا داده های جیمز وب، تفسیرهای احتمالی را گسترش می دهند. ترکیب گاز دیگر نیازی به انفجار جذب الکترون ندارد، بلکه می توان آنرا با یک ابرنواختر ضعیف هسته فلزی توضیح داد.
پژوهش های گذشته، انرژی جنبشی کل انفجار را بر طبق کمیت و سرعت پرتاب های فعلی محاسبه کرده اند. ستاره شناسان به این نتیجه رسیدند که ماهیت انفجار دارای انرژی نسبتا کم -کمتر از یک دهم انرژی ابرنواختر معمولی- بوده و جرم ستاره مولد در محدوده هشت تا ۱۰ جرم خورشیدی است.
بین نظریه ابرنواختر جذب الکترون و مشاهدات پیرامون سحابی خرچنگ خصوصاً حرکت سریع تپ اختر، ناسازگاری وجود دارد. ستاره شناسان در سالهای اخیر، درک خودرا درباره ی ابرنواخترهای هسته فلزی نیز بهبود بخشیده اند و الان فکر می کنند که این نوع نیز می تواند انفجارهای کم انرژی را ایجاد کند؛ مشروط بر اینکه جرم ستاره ای به اندازه کافی کم باشد.
برای کاهش سطح عدم قطعیت پیرامون ستاره مولد سحابی خرچنگ و ماهیت انفجار، گروه پژوهشی تمیم از قابلیت های طیف سنجی جیمز وب جهت بررسی دو ناحیه واقع در رشته های داخلی سحابی خرچنگ استفاده کردند.
نظریه ها پیش بینی می کنند که به سبب ترکیب شیمیایی متفاوت هسته در یک ابرنواختر جذب الکترون، نسبت فراوانی نیکل به آهن باید بسیار بالاتر از نسبت اندازه گیری شده در خورشید ما باشد. پژوهش های انجام شده در اواخر دهه ۱۹۸۰ و اوایل دهه ۱۹۹۰، نسبت نیکل به آهن را در سحابی خرچنگ با بهره گیری از داده های نوری و نزدیک به فروسرخ اندازه گیری کردند و نسبت فراوانی نیکل به آهن را نشان دادند که بنظر می رسد به نفع سناریوی ابرنواختر جذب الکترون است.
تلسکوپ جیمز وب با قابلیت های حساس فروسرخ خود حالا درحال پیشرفت کردن در بررسی سحابی خرچنگ است. پژوهشگران از توانایی های طیف سنجی دستگاه فروسرخ میانی جهت بررسی خطوط انتشار نیکل و آهن استفاده کردند که نتیجه آن، تخمین قابل اعتمادتری از نسبت فراوانی نیکل به آهن شد. آنها دریافتند که این نسبت در مقایسه با خورشید همچنان بالا، اما در مقایسه با تخمین های پیشین بسیار کمتر است.
مقادیر تخمین زده شده با جذب الکترون سازگار است، اما انفجار هسته فلزی را در یک ستاره کم جرم مشابه رد نمی نماید. انتظار می رود که انفجارهای پرانرژی تر ستاره های پرجرم تر، نسبت های نزدیک تری را به فراوانی خورشید ایجاد کنند. برای تمایز قائل شدن بین این دو احتمال، به پژوهش های رصدی و نظری بیشتری نیاز است.
«مارتین لمینگ»(Martin Laming)، پژوهشگر «آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا»(NRL) و از اعضای این گروه پژوهشی، اظهار داشت: داده های طیفی جیمز وب هم اکنون دو ناحیه کوچک را از سحابی خرچنگ پوشش می دهد. بنابراین، مطالعه مقدار بیشتری از بقایا و شناسایی هرگونه تغییرات فضایی مهم می باشد. جالب است که ببینیم آیا می توانیم خطوط انتشار عناصر دیگری را مانند کبالت یا ژرمانیوم شناسایی نماییم.
این تلسکوپ علاوه بر استخراج داده های طیفی از دو ناحیه کوچک درونی سحابی خرچنگ برای اندازه گیری نسبت فراوانی، محیط وسیع تری را نیز برای درک جزییات انتشار سنکروترون و توزیع غبار مشاهده کرد.
تصاویر و داده های جمع آوری شده توسط دستگاه فروسرخ میانی به پژوهشگران امکان داد تا انتشار غبار را درون سحابی خرچنگ ببینند و برای نخستین بار آنرا با وضوح بالا ترسیم کنند. آنها با ترسیم انتشار گرد و غبار گرم به کمک جیمز وب و حتی ترکیب کردن آن با داده های «رصدخانه فضایی هرشل»(Herschel Space Observatory) درباره ی دانه های خنک تر گرد و غبار، تیم تصویر کاملی را از توزیع گرد و غبار ایجاد کردند. بیرونی ترین رشته ها حاوی گرد و غبار نسبتا گرم تری هستند؛ در صورتیکه دانه های سردتر بیشتر در نزدیک مرکز حضور دارند.
«ناتان اسمیت»(Nathan Smith)، پژوهشگر «رصدخانه استوارد»(Steward Observatory) در «دانشگاه آریزونا»(UArizona) و از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: جایی که گرد و غبار در خرچنگ دیده می شود، جالب است؛ برای اینکه با سایر بقایای ابرنواختر مانند «ذات الکرسی آ»(Cassiopeia A) و «اس ان ۱۹۸۷ای»(SN 1987A) متفاوت است. در آن اجرام، غبار در مرکز قرار دارد، اما در سحابی خرچنگ، گرد و غبار در رشته های متراکم پوسته بیرونی یافت می شود. سحابی خرچنگ به یک سنت در عرصه ستاره شناسی عمل می کند. سنت این است که نزدیک ترین، درخشان ترین و بهترین اجرام مورد بررسی، عجیب ترین ها هستند.
این پژوهش در «The Astrophysical Journal Letters» به چاپ رسید.
ویدئوی زیر، اجزای اصلی تشکیل دهنده سحابی خرچنگ را که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب مشاهده شده است، نشان میدهد.
منبع: marketdoc.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب