منظومهٔ شمسی ما با ابری از گاز و غبار شروع شد. در طول زمان، گرانش به آهستگی باعث جمع شدن این ذرات و تبدیل آنها به خورشید و سیاره‌هایی که ما امروز می‌شناسیم گردید. در حالی‌که هر منظومه‌ای ممکن است برای ایجاد حیات مناسب نباشد، ستاره‌شناسان در صدد چیدن قطعات این پازل کنار یکدیگر هستند تا به نحوهٔ شکل‌گیری این منظومه‌های پشتیبان از حیات پی ببرند.
گرد و غبار ابری بنام L183، که احتمالاً یک منطقهٔ شکل‌گیری منظومه‌های خورشید آینده می‌باشد
این عکس توسط تلسکوپ فضایی اسپیتزر در سال ۲۰۱۰ ثبت شده است
به گزارش بیگ بنگ، یک چالش بزرگ برای این تحقیق، کدر بودن این ابرهای گرد و غبار برای طول موج‌هایی که انسان توانایی دیدن آنها را دارد، می‌باشد. لذا ستاره‌شناسان در حال انجام آزمایش طول موج‌های دیگر از قبیل مادون قرمز می‌باشند تا از این طریق بتوانند مرکز این ابرهای گرد و غبار، یعنی جایی که معمولاً ستاره‌ها شکل می‌گیرند، را بهتر ببینند.
اخیراً ستاره‌شناسان اطلاعات تلسکوپ اسپیتزر ناسا را (این تلسکوپ بسیار قدرتمند در سال ۲۰۰۳ جهت مشاهدهٔ طول موج‌های مادون قرمز به فضا پرتاب گردید) جهت مشاهدهٔ ابر مولکولی به نام L183 ، که ۳۶۰ سال نوری از صورت فلکی سر مار فاصله دارد، استفاده کرده‌اند. هدف آنها مشاهدهٔ این موضوع می‌باشد که چگونه نور پخش شده شمای این ابر گازی را در میانهٔ طول موج مادون قرمز ۸ میکرون، متأثر می‌کند. در نهایت ستاره‌شناسان امیدوارند با استفاده از این اطلاعات دید بهتری از داخل این ابرها به دست بیاورند.
لورنت پاگانی محقق مرکز ملی تحقیقات علمی در پاریس(CNRS) می‌گوید: کاری که ما لازم است انجام دهیم بررسی جرمی است که در مرکز ابر تجمع کرده و آمادهٔ فروپاشی و ایجاد یک ستارهٔ جدید می‌باشد. دانشجوی پیشین مقطع دکترای او «چارلین لفیور» این تحقیق را هدایت می‌کند. نتایج تحقیق آنها در مجلهٔ ستاره‌شناسی و اخترفیزیک با عنوان «بر پایهٔ اهمیت پخش نور در طول موج ۸ میکرون واضح‌تر از آن چیزی که فکر می‌کنید» با حمایت مالی مؤسسهٔ CNRS و دولت فرانسه منتشر شده است.
تصویری زیبا از ابرهای گرد و غبارِ سحابی سر اسب
این عکس توسط دوربین مادون قرمز تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۳ ثبت شده است
نفوذ در غبار
مشاهدهٔ درون این ابرها نه فقط به علت وجود غبار، بلکه به علت وجود گازهایی که با تلسکوپ‌های مادون قرمز نیز قابل مشاهده نیستند، بسیار سخت می‌باشد. این ابرها غالباً از هیدروژن و هلیوم ساخته شده‌اند که هیچ تشعشعی در طول موج مادون قرمز یا میلی‌متر از خود متصاعد نمی‌کنند. این دو عنصر ۹۸ درصد از جرم ابرها را تشکیل می‌دهند و این به معنی آن است که قسمت اعظم این ابرها قابل دیدن و اندازه‌گیری نمی‌باشد.
برای غلبه بر این مشکل، ستاره‌شناسان از نمایندگانی مانند گرد و غبار استفاده می‌کنند. گرد و غبار حدوداً ۱ درصد از جرم این ابر را تشکیل می‌دهد. ولی لبه‌های ابر بهترین جا برای اندازه‌گیری آنها می‌باشد. فراوانی این گرد و غبار می‌تواند از مقدار کم شدن نور ستاره نتیجه‌گیری گردد. از آنجایی‌که ما می‌توانیم مقدار مولکول‌های هیدورژن را از طریق جذب طول موج فرابنفش در کناره‌های ابرها اندازه‌گیری کنیم، لذا فراوانی وجود گرد و غبار با توجه به مقدار مولکول‌های هیدروژن قابل استنتاج خواهد بود. به محض کالیبره کردن، مقدار جرم گرد و غبار در تمام قسمت‌های ابر با توجه به جرم مولکول‌های گاز هیدروژن و جرم ابر به دست می‌آید.
برای این پروژه پاگانی و تیم او تلاش کردند تا مقدار جذب نور در طول موج ۸ میکرون را توسط گرد و غبار در ابر L183 اندازه‌گیری نمایند. پیدا کردن نور در این طول موج در سرتاسر کهکشان و استفاده از آن به‌عنوان یک ابزار اندازه‌گیری بالقوه برای ابرهای گوناگون امری مرسوم می‌باشد. به وسیلهٔ اندازه‌گیری جذب نور دانشمندان می‌توانند تخمین بزنند چه مقدار نور از جلوی ابر به پشت آن می‌رسد؛ به بیان دیگر چه مقدار از نور پس‌زمینه کاهش پیدا می‌کند.
با انجام این کار ستاره‌شناسان امیدوارند فهم بهتری از این‌که چطور یک ستارهٔ جدید ایجاد می‌شود به دست بیاورند. همچنین در مطالعات غیرمرتبط دیگر در خصوص ابرهای تشکیل شده از گرد و غبار، دانشمندان به دنبال کشف عناصر دیگری – شامل آن گروه از مولکول‌هایی که مرتبط با ایجاد حیات، مانند آب – هستند که در منظومه‌های خورشیدی جوان واقع شده‌اند.
این ابر نشان می‌دهد ستاره‌های جوان در میان گاز و غبار متولد می‌شوند
این عکس در سال ۲۰۱۰ توسط کاوشگر نقشه‌بردار فروسرخ میدان وسیع وایز(WISE) گرفته شده است
رازهای بیشتر
این متد به نظر کارآمد است، اما محققان به این نتیجه رسیده‌اند که محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. انواع مختلف ابرهای تشکیل شده از گرد و غبار حساسیت‌هایی کمتر یا بیشتر به طول موج‌های مختلف دارند و این موضوع، بررسی بیشتر داخل این ناحیه را سخت می‌کند. پاگانی می‌گوید فقط جذب نور نیست، بلکه در ابر L183 پراکندگی نور نیز وجود دارد و این پراکندگی وضوح تصویر را کم می‌کند. شما نوری دارید که به وسیلهٔ گرد و غبار جذب می‌شود ولی گرد و غبار خودش نوری را در جهت مشاهده کننده منتشر می‌کند. اگر شما پخش نور را به حساب نیاورید، به نظر می‌رسد این موضوع اهمیت کمتری از آن چیزی که واقعاً هست داشته باشد.
لفیور قادر به استفادهٔ صحیح از مدل پخش نور ۸ میکرون برای همخوانی با دیگر مشاهدات ابرها بوده است. هر چند اگر او سعی در استفاده از دیگر طول موج‌ها، مانند ۱۰۰ میکرون یا ۲۰۰ میکرون جهت مشاهده داشت، تصویر بسیار متفاوت‌تری در خصوص جذب نور توسط گرد و غبار می‌دید. پاگانی می‌گوید ممکن است بعضی از اندازه‌گیری‌ها تحت تأثیر یخ موجود بر روی گرد و غبار که در مدل انتقال تابشی وی به حساب آورده نشده‌اند، قرار گیرند.
کار بیشتری مورد نیاز خواهد بود. این دو محقق (لفیور در حال حاضر یک محقق پست-دکترا در IRAM مؤسسهٔ بین‌المللی ستاره‌شناسی رادیویی میلی‌متری بوده ولی کماکان مشغول به کار با پاگانی می‌باشد) در حال استفاده از انواع ذرات بیشتری برای امتحان کردن متدهای مختلف جهت اندازه‌گیری ابرها در طول موج‌های مختلف می‌باشند. پاگانی می‌گوید اگر این کار به نتیجه برسد، ما خواهیم فهمید که که کدام ذرات در ابرها وجود دارند. اگر آن به نتیجه نرسد ما مجبور خواهیم بود در خصوص اصلاح مدل‌ها جهت رسیدن به مشاهدات بهتر با نظریه‌پردازان گفتگو نماییم.
مترجم: مجتبی عطایی/ سایت علمی بیگ بنگ
منبع: space.com