یک واقعیت جالب درباره کهکشان راه شیری!

همشهری آنلاین: تجزیه و تحلیل پرانرژی‌ترین نور در کهکشان راه شیری نشان می‌دهد که احتمالا ما در مورد سرعت تشکیل ستارگان کهکشان در اشتباهیم.

 به نقل از ساینس الرت، کهکشان راه شیری ممکن است بیش از آنچه فکر می‌کردیم ستاره تولید کند. پرتوهای گامای تولید شده توسط واپاشی رادیواکتیو ایزوتوپ‌های به‌ وجود آمده در طی شکل‌گیری ستاره‌ها نشان می‌دهد که ستاره‌ها با سرعت چهار تا هشت برابر جرم خورشید در سال در حال شکل‌گیری هستند. این ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما دو تا چهار برابر از تخمین‌های فعلی بیشتر است، که نشان می‌دهد کهکشان ما پرماجراتر از چیزی است که فکر می‌کردیم. 

این امر پیامدهای مهمی برای درک ما از تکامل کهکشان و جهان اطرافمان دارد، زیرا سرعت تولد و مرگ ستاره‌ها می‌تواند دانش ما از ترکیب شیمیایی کلی کهکشان را تغییر دهد. 

ستاره‌ها کارخانه‌هایی هستند که عناصر پیچیده‌تر جهان ما را تولید می‌کنند. هسته‌های آن‌ها کوره‌های هسته‌ای هستند که اتم‌ها را به هم می‌کوبند تا آنها را به اتم‌های بزرگ‌تر تبدیل کنند. هنگامی که می‌میرند، این عناصر سنگین‌تر را به فضای بین ستاره‌ای را در دل سحابی‌ها پرتاب می‌کند تا به ستارگان جدیدی که در حال تولد هستند، اضافه شود. انفجارهای ابرنواختر آنها نیز پرانرژی است و عناصر سنگین‌تری را ایجاد می‌کند.

تولد ستاره‌ها هم مانند مرگشان بسیار پرانرژی است. ستارگان از توده‌های متراکم در ابرهای غبار و گاز بین ستاره‌ای تشکیل می‌شوند که تحت تاثیر گرانش فرومی‌ریزند و تا جایی که هسته آن‌ها فشار و گرمای کافی برای هم‌جوشی به دست آورد، حریصانه مواد را از فضای اطراف به درون خود می‌کشند. در همین حین، آن‌ها شروع به انتشار بادهای ستاره‌ای قدرتمندی می‌کنند که ذرات را به فضا می‌وزاند و جت‌های پرتاب‌شده از قطب‌های ذرات آنها در امتداد میدان مغناطیسی ستاره تازه متولد شده، شتاب می‌گیرند.

یکی از عناصری که از مرگ ستاره‌ها حاصل می‌شود، ایزوتوپ رادیواکتیو آلومینیوم با نام آلومینیوم-۲۶ است. از نظر کیهانی آلومینیوم-۲۶ دوام زیادی ندارد. نیمه عمر آن ۷۱۷۰۰۰ سال است. و با فروپاشی، در طول موج خاصی اشعه گاما تولید می‌کند.

اما آلومینیوم-۲۶ به مقدار قابل توجهی در ابرهای اطراف ستارگان تازه متولد شده نیز وجود دارد. اگر سرعت سقوط مواد به ستاره از سرعت صوت بیشتر شود، یک موج ضربه‌ای شکل می‌گیرد و پرتوهای کیهانی تولید می‌کند. همانطور که پرتوها با ایزوتوپ‌های موجود در غبار، مانند آلومینیوم-۲۷ و سیلیکون-۲۸ برخورد می‌کنند، می توانند ایزوتوپ آلومینیوم-۲۶ را تولید کنند.

بنابراین، با نگاه کردن به میزان تابش گاما تولیدشده توسط واپاشی رادیواکتیو آلومینیوم-۲۶ در کیهان، ستاره‌شناسان می‌توانند سرعت تشکیل ایزوتوپ‌هایی را که زمان مرگ ستارگان در کهکشان راه شیری تولید می‌شوند، تخمین بزنند و از آن برای تعیین نرخ تولید ستاره استفاده کنند. 

تخمین‌های کنونی برای سرعت تشکیل ستاره‌های کهکشان راه شیری در حدود موادی به جرم دو خورشید است که هر سال به ستاره تبدیل می‌شوند. از آنجایی که بیشتر ستارگان کهکشان راه شیری بسیار کمتر از خورشید جرم دارند، تخمین زده می‌شود که به طور متوسط سالانه حدود شش یا هفت ستاره باشد.

محققان میزان تابش گامای آلومینیوم-۲۶ در کهکشان را محاسبه و مدلسازی‌ کردند تا محتمل‌ترین مکانیسم تولید برای فراوانی مشاهده شده این نور را مشاهده کنند. آنها دریافتند که برای توجیه این میزان اشعه گاما، سرعت تشکیل ستاره باید در حدود چهار تا هشت جرم خورشیدی در سال باشد که یعنی حدود ۵۵ ستاره در سال. البته این برآوردها هنوز جای بهبود دارد. مدل‌ها تابش گامای کهکشان راه شیری را آن طور که در حال حاضر مشاهده می‌شود، کاملا بازتولید نکردند و فاصله منبع پرتو گاما می‌تواند تخمین نهایی را تغییر دهد، اما اندازه‌گیری آن دشوار است. به همین دلیل است که محققان فقط می‌توانند محدوده‌ای را برای سرعت تشکیل ستاره به‌جای یک جرم مشخص ارائه کنند.

با این حال، روش این تیم نویدبخش درک بهتر چگونگی ساخت ستاره‌های جدید در کهکشان راه شیری است. تشکیل ستارگان معمولا توسط غبار و گاز غلیظی پوشانده شده است که دیدن آن را دشوار می‌کند. تخمین تشعشعات گامایی که تولید می‌شود، می‌تواند یکی از راه‌های موثر برای تماشای پشت پرده باشد.

تحقیقات این تیم برای انتشار در«Astronomy & Astrophysics» پذیرفته شده است و در «arXiv» موجود است.