حلقه‌های شبح‌وار یک ستاره در حال مرگ در تصویر خارق‌العاده تلسکوپ جیمز وب
1
تصویر جدیدی از سحابی سیاره‌ای NGC 1514، صحنه‌ای آشفته را به نمایش می‌گذارد: حلقه‌هایی از یک ستاره‌ی در حال مرگ که در میان ابرهای درهم تنیده‌ای از گاز و غبار شناور است.
نمایی حیرت‌انگیز از بقایای یک ستاره
تلسکوپ فضایی جیمز وب این تصویر خیره‌کننده را ثبت کرده است. این تصویر، ساختارهای پیچیده باقی‌مانده‌های یک ستاره را نشان می‌دهد که بیش از ۱۵۰۰ سال نوری از زمین و در صورت فلکی گاو (Taurus) قرار دارد.
این مشاهدات توسط دانشمندان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) انجام شد؛ تیمی که در راه‌اندازی ابزار فروسرخ میانی (MIRI) تلسکوپ جیمز وب نقشی کلیدی ایفا کرده است.
داده‌های به‌دست‌آمده، تصویری بسیار دقیق از آخرین فوران‌های یک ستاره در حال مرگ ارائه می‌دهد؛ صحنه‌ای که حدود ۴۰۰۰ سال است در حال شکل‌گیری است.
چرا حلقه‌هایی در اطراف ستاره‌های در حال مرگ تشکیل می‌شود؟
ساختار مرکزی NGC 1514
در قلب سحابی NGC 1514، ستاره‌ای قرار دارد که در گذشته چندین برابر درخشان‌تر و بزرگ‌تر از خورشید ما بوده است. با گذشت زمان، این ستاره به‌تدریج منبسط شد و لایه‌هایی از گاز و غبار را با سرعتی کم اما چگالی بالا به بیرون پرتاب کرد.
شکل‌گیری هسته سفید و داغ
پس از از دست دادن لایه‌های بیرونی، تنها یک هسته کوچک و داغ باقی ماند؛ همان چیزی که امروز به‌عنوان کوتوله سفید شناخته می‌شود. این هسته داغ، به پرتاب مواد با سرعت‌های بالاتر ادامه داد و گازهای اطراف را به شکل پوسته‌ها و حفره‌های پیچیده‌ای درآورد.
«پیش از وب، نمی‌توانستیم بیشتر این مواد را تشخیص دهیم، چه برسد به اینکه آن‌ها را به‌وضوح مشاهده کنیم»، مایک رسلر، پژوهشگر و دانشمند پروژه MIRI در آزمایشگاه JPL ناسا.
رسلر نخستین بار حلقه‌های NGC 1514 را در سال ۲۰۱۰ با استفاده از داده‌های ماهواره WISE شناسایی کرد. او می‌گوید:
«با داده‌های MIRI، اکنون می‌توانیم به‌صورت جامع، ماهیت پرآشوب این سحابی را بررسی کنیم.»
حلقه‌هایی به شکل ساعت شنی
تصویر جدید وب، دو ستاره روشن را در مرکز سحابی نشان می‌دهد که بخشی از یک سیستم دوتایی هستند. این دو ستاره در مداری بیضوی و فشرده با دوره‌ای حدود ۹ سال قفل شده‌اند.
جزئیات تصویر
در تصویر، این دو ستاره به‌صورت یک منبع واحد همراه با شعاع‌های پراش نور روشن دیده می‌شوند. قوس‌هایی از غبار نارنجی‌رنگ، منظره را در بر گرفته‌اند.
شکل کلی سحابی
شکل کلی سحابی حدود ۶۰ درجه انحراف دارد. این موضوع، ظاهر آن را شبیه ماده‌ای می‌کند که از قوطی ریخته شده باشد. اما احتمالاً شکل واقعی آن شبیه یک ساعت شنی با دو سر بریده است. این ویژگی به‌ویژه در لبه‌های بالا سمت چپ و پایین سمت راست تصویر مشهود است؛ جایی که غبار نارنجی به شکل‌های V مانند پراکنده شده است.
«زمانی که این ستاره در اوج از دست دادن جرم خود بود، ستاره همدم ممکن است بسیار نزدیک شده باشد»، دیوید جونز، اخترفیزیک‌دان در موسسه اخترشناسی جزایر قناری.
«این تعامل می‌تواند شکل‌هایی غیرمنتظره ایجاد کند. به‌جای یک کره، چنین برهم‌کنشی ممکن است این حلقه‌ها را ایجاد کرده باشد.»
حلقه‌های ناپایدار و ابرهای نیمه‌شفاف
علاوه بر حلقه‌های ستاره در حال مرگ، شبکه‌ای ضعیف از ابرهای نیمه‌شفاف غبار میان حلقه‌ها دیده می‌شود. این رشته‌های نرم نارنجی‌رنگ، حسی سه‌بعدی به تصویر می‌دهند.
ساختار حلقه‌ها
حلقه‌ها کاملاً صاف نیستند. در واقع، در نمای فروسرخ وب، ظاهری ناهموار و مبهم دارند.
«فکر می‌کنیم این حلقه‌ها عمدتاً از دانه‌های بسیار ریز غبار تشکیل شده‌اند»، رسلر می‌گوید.
«زمانی که این دانه‌ها با نور فرابنفش کوتوله سفید برخورد می‌کنند، کمی گرم می‌شوند؛ احتمالاً همین حرارت اندک آن‌ها را برای وب در نور فروسرخ میانی قابل مشاهده می‌کند.»
کشف اکسیژن در مرکز سحابی
در مرکز سحابی، وب حضور اکسیژن را نیز ثبت کرده است. این نواحی با تون‌های صورتی به‌ویژه در حاشیه ساختارهای حبابی و سوراخ‌هایی که ماده با سرعت بالا از آن عبور کرده، نمایان است.
کمبود کربن و مولکول‌های پیچیده
یکی از شگفتی‌ها، چیزهایی است که تیم علمی در این سحابی نیافت: کربن و مولکول‌های کربنی پیچیده مانند هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAHs). این ترکیبات معمولاً در سحابی‌های سیاره‌ای مشابه دیده می‌شوند.
دلیل احتمالی
یکی از دلایل احتمالی این غیبت، تعامل مداری میان دو ستاره مرکزی است که ممکن است باعث شده ماده پرتاب‌شده خیلی سریع به هم بخورد و فرصت تشکیل این مولکول‌ها فراهم نشود.
در نبود این مواد پیچیده، نور ستاره‌ها آزادانه‌تر حرکت می‌کند و دید به حلقه‌های ابری سحابی را راحت‌تر می‌سازد.
رازهایی که بالاخره فاش شدند
تاریخچه کشف NGC 1514
NGC 1514 از قرن هجدهم ذهن اخترشناسان را درگیر کرده است. ویلیام هرشل در سال ۱۷۹۰ با تلسکوپ خود این سحابی را مشاهده کرد و متوجه شد که ساختاری شبیه به یک ابر واقعی دارد؛ نه مانند خوشه‌های ستاره‌ای که پیش‌تر مطالعه کرده بود.
بیش از ۲۰۰ سال، دانشمندان ابزار لازم برای دیدن این حلقه‌های منحصربه‌فرد را در اختیار نداشتند.
آینده‌ای پر از تحول
به لطف قابلیت‌های فروسرخ تلسکوپ جیمز وب، رازهای NGC 1514 اکنون آشکار شده‌اند. با وجود ظاهری آرام در تصاویر، این سحابی پویایی چشمگیری دارد. تعاملات ستاره‌ای، غبار و گاز آن همچنان در حال تغییرند و این فرایند برای هزاران سال ادامه خواهد یافت.
ستاره‌ای که فقط در قاب تصویر است
در گوشه پایین سمت چپ تصویر، یک ستاره آبی روشن دیده می‌شود که ممکن است بخشی از ماجرا به‌نظر برسد، اما در واقع هیچ ارتباطی با سحابی ندارد و فقط به زمین نزدیک‌تر است.
