ساختارهای فضایی کشف شده در سال 2021

در سال گذشته میلادی (2021) اکتشافات  و پیشرفت های حیرت انگیزی در حوزه فضا و کیهان داشتیم که یکی از آنها را می توان فرستادن تلسکوپ جیمز وب دانست که به گفته کارشناسان این علم می تواند تاریخ کیهان شناسی را متحول و تغییر دهد

درست ۲۰ سال قبل بود که تلسکوپ هابل توسط شاتل دیسکاوری به فضا پرتاب شد و شناختی شگرف در ابعادی فراتر از زمین به ما داد. هابل در ۴۸۰ کیلومتری از ما به دور زمین می‌چرخد و از سوژه‌های خود میلیون‌ها سال نوری فاصله دارد.

با پرتاب تلسکوپ جیمز وب، هابل یک قدم به بازنشستگی نزدیک‌ترشد اما باز هم ثابت که چقدر موثر است و باز هم می‌تواند شگفتی‌های بیشتری را به ما نشان دهد. اگرچه به دلیل تعمیرات، فعالیت هابل از ژوئن امسال کمتر شده اما تمامی موارد زیر بخشی از تلاش‌های این تلسکوپ در تمام سال‌های فعالیت خود بوده است.

سیاه چاله های عظیم، اجسام مغناطیسی نامرئی و گنج‌های دست نیافتنی که میلیون‌ها برابر بیشتر از کل سیاره زمین ارزش دارند، از ساختارهای فضایی عجیبی بودند که در سال ۲۰۲۱، یک قدم به شناخت آن‌ها بیشتر نزدیک شدیم.

۱- ستاره خواری به نام پک من

اگر شما هم جزو طرفداران بازی‌های ویدیویی کلاسیک باشید حتما با صدای «واکا واکا واکا» آشنا هستید. اخترشناسان توده ای از گاز را کشف کردند که جزو باقی‌مانده‌های یک ابرنواَختر (سوپرنوا) بسیار قدیمی بوده است. این توده گاز به طرز بسیار عجیبی به شکل کاراکتر «پک من» درآمده است. نواَخترها، همان پدیده‌ انفجار بسیار بزرگ ستاره‌ها در آخر عمر آن‌‌ها است و در موارد کمی به این موضوع ختم می‌شود.

این ساختار فضایی که به صورت علمی با نام N 63A شناخته می‌شود یک ساختار از باقی‌مانده‌های ستاره‌ای است که به علت وزن عظیم خود در ابر ماژلانی فرو ریخته است و فاصله زیادی هم با ما ندارد. پک من فضایی در ابر بزرگ ماژلانی (Megallanic) در فاصله 163,000 سال نوری از کهکشان راهی شیری واقع شده است. اخترشناسان معتقدند که شکل عجیب این سوپرنوا تصادفی و براثر پراکندگی اتفاقی گاز بسیار گرم بوده است. اما این ساختار فضایی درحال ساختن ستاره‌های جوانی است. به گفته محققین ناسا، این ستاره‌ها از گازهای باقی‌مانده N 63A ساخته شده‌اند.

۲- عروس دریایی مرده‌ای که دوباره زنده شد

خوشه های کهکشانی بزرگ‌ترین سیستم‌هایی هستند که ما تا کنون شناخته‌ایم و از لحاظ گرانشی پایدار و بسته هستند. آن‌ها می‌توانند شامل هزاران کهکشان باشند. خوشه‌ های کهکشانی از ابرهای بزرگ و بسیار داغ گازی تشکیل شده‌اند. خوشه کهکشانی Abell 2877 در فاصله 300 میلیون سال نوری از ما قرار دارد و پهنای آن حدود 1 میلیون سال نوری است. بسیار عجیب است ولی Abell 2877 فقط با امواج رادیویی باند باریک دیده می‌شود.

در مقاله‌ای که در مارس 2021 منتشر شد، اخترشناسان اذعان کردند که هیچ خوشه کهکشانی با این ابعاد را قبلا با امواج رادیویی باند باریک پیدا نکرده بودند. همین موضوع باعث شده که آن‌ها، Abel 2877 را یک رادیو ققنوس (radio Phonix) بدانند. این خوشه کهکشانی از یک انفجار عظیم با انرژی بسیار زیاد به وجود آمده. این ساختار در طول زمان منبسط شده و الکترون‌های آن انرژی خود را از دست داده‌اند. سرانجام الکترون‌های آن طی میلیون‌ها سال در یک رخداد کهکشانی دیگر (مثل برخورد دو کهشکان با هم) دوباره انرژی خود را بدست آورده‌اند.

به دلیل اینکه Abel 2877 فقط در یک طیف فرکانسی دیده و سریع از دیدرس خارج می‌شود و اینکه شبیه عروس دریایی است، به آن لقب «عروس دریایی برخواسته از گور» را داده‌اند. قطعا می‌دانید که ققنوس پرنده‌ای افسانه‌ای بسیار بزرگی است که از خاکستر خود متولد می‌شود.

۳- سیاره فوق کمیاب در نوک صورت فلکی شکارچی (جبار)

اخترشناسان بالاخره در سال 2021 شواهد محکمی پیدا کردند که بتوانند لقب نادرترین سیاره کشف شده (تا به امروز) را به یک سیاره اهدا کنند. این سیاره که همزمان به دور سه ستاره می‌چرخد، در نوک بینی بزرگ صورت فلکی شکارچی قرار دارد. منظومه ستاره‌ای که با نام GW Orion شناخته می‌شود 1,300 سال نوری با ما فاصله دارد. سه حلقه نارنجی که از گاز و غبار تشکیل شده‌اند و به صورت تو در تو قرار دارند، باعث می‌شوند که ساختاری فضایی، شبیه به یک چشم بزرگ در فضا باشد.

این منظومه در اتفاقی بسیار نادر به جای یک ستاره، سه ستاره دارد. دو ستاره این منظومه در مداری ثابت به دور یکدیگر می‌چرخند و ستاره سوم به دور این ستاره گردش می‌کند. اما دلیل اصلی این اتفاق چیست؟ در آخرین مطالعات مجله ماهیانه انجمن عالی نجوم (Royal Astronomical Society)، اعلام شد که سه حلقه این منظومه تقریبا ناهماهنگ و لرزان هستند و خبر از وجود یک سیاره بزرگ به ابعاد سیاره مشتری در داخل یکی از آن‌ سه حلقه را می‌داد. اخترشناسان هنوز درحال تحقیقات بیشتر هستند اما اگر این تحقیقات به نتیجه قطعی برسد، این سیاره به اولین سیاره چند مداره تبدیل خواهد شد.

۴- سیاه چاله به شکل مارپیچ

سال 2019 یکی از شگفت‌ انگیزترین رخدادهای علم نجوم اتفاق افتاد و اولین تصویر از یک سیاه چاله غول پیکر که جرمی، 65 میلیارد برابرِ خورشید داشت ثبت شد. این سیاه چاله با فاصله 55 سال نوری از زمین و در کهکشان مسیه 81 (Messier 81) قرار دارد. اخترشناسان امسال از طریق رصدخانه بزرگ نیومکزیکو نگاه دیگری به این سیاه چاله انداختند و تمام تمرکز خود را روی انرژی بزرگی که از مرکز آن به بیرون پرتاب می‌شد گذاشتند. آن‌ها انتظار داشتند که این پرتاب‌ها به صورت مستقیم باشند اما برعکس تمامی این انرژی توسط یک میدان مغناطیسی بسیار بزرگ و مارپیچ شکل تحت تاثیر قرار می‌گرفت. شدت این میدان مغناطیسی به قدری زیاد است که تا 3,300 سال نوری بعد از این سیاه چاله هم روی انرژی‌های خارج شده از آن تاثیر می‌گذارد.

۵- ساختار فضایی نامرئی محافظت کننده از مرکز کهشکان

مرکز کهکشان راه شیری اقامت گاه یکی از جذاب‌ترین پدیده‌های این کهکشان است و شبیه یک شتاب دهنده عظیم عمل می‌کند. در این پدیده، پرتوهایی باردار با نام پرتو های کیهانی (cosmic ray) با سرعت نور به فضا پرتاب می‌شوند. وقتی دانشمندان به تحقیق درمورد مقاصد این پرتوهای کیهانی پرداختند، به نتایج گیج کننده‌ای رسیدند. با وجود اینکه دسته‌های زیادی از این پرتوها از مرکز کهکشان به بیرون پرتاب می‌شدند، مانعی نامرئی از وارد شدن انرژی به همین نقطه جلوگیری می‌کرد. تا امروز ما فقط حدس و گمان‌هایی از منبع این پرتوهای کیهانی شنیدیم ولی اخترشناسان حدس می‌زنند که سیاه چاله‌ی غول پیکر کهشکان راه شیری یعنی ساگیتاریوس A که تقریبا فعالیت زیادی ندارد، می‌تواند منبع آن باشد.

۶- کارخانه عظیم کهکشان سازی باستانی

در اکتبر سال جاری اخترشناسان ساختاری را کشف کردند که کهکشان‌هایی، شبیه به کهکشان راه شیری را درست می‌کرد و به آن لقب کارخانه کشتی سازی (shipyard) را دادند. این ساختار فضایی جزو دسته بندی خوشه‌های کیهانی قرار دارد و به آن پروتوکلاستر (protocluster) یا پیش خوشه گفته می‌شود. کارخانه کهکشان سازی ما شامل بیش از 60 کهکشان است و در فاصله 11 میلیارد سال نوری از ما قرار دارد.

تحقیقات حاکی از این است که این خوشه توانایی بسیار بالایی در ساخت دنیاهای جدید دارد. توانایی‌هایی که فراتر از تصورات هستند.

اخترشناسان معتقد هستند که محل زندگی این ساختار فضایی فقط 3 میلیارد سال سن دارد. خوشه‌هایی مثل خوشه مورد بحث ما در مناطقی از فضا شکل می‌گیرند که رشته‌های بلند گازی به نام فیلامنت (filaments)، با هم متقاطع یا تودرتو شوند. در این مناطق مجموعه‌ای از هیدروژن برای یکی شدن و ادغام کهشکان‌ها و ستاره‌ها یافت می‌شود. کهکشان‌هایی که در این خوشه وجود دارند، با سرعت باورنکردنی رشد می‌کنند و انگار برای بالغ شدن حریص هستند.

۷- چاله‌ای با عرض ۵۰۰ سال نوری در کهکشان راه شیری

دو ابر گازی بسیار شبیه و حتی در کنار هم در کهکشان راه شیری قرار دارد. این دو ابر عظیمِ گازی در پهنای آسمان کشیده شده‌اند. آن‌ها انگار پلی نامرئی بین صورت فلکی برساووش (Perseus) و صورت فلکی گاو (Taurus) تشکیل داده اند. آن‌ها علاوه بر داستان عاشقانه‌ای که با هم دارند، خطای دید عجیبی را هم به وجود آورده‌اند.

نقشه‌های سه بعدی که توسط رصد خانه آژانس فضایی اروپایی گایا (Gaia) بدست آمده است، نشان می‌دهد که این دو ابر صدها سال نوری با هم فاصله دارند. همچنین بین آن‌ها حفره‌ای وجود دارد که عاری از هرگونه گاز، غبار یا ستاره است. اخترشناسان با تحقیقات بیشتر به این نتیجه رسیدند حفره‌ی صورت فلکی برساووش-گاو، حدود 500 سال نوری عرض دارد. این حفره به احتمال زیاد در میلیون‌ها سال قبل طی یک سوپرنوا ایجاد شده است. اما خبر خوب این است که این سوپرنوا درحال درست کردن ستاره‌های جدیدی در لبه‌های حفره مورد بحث ما است.

۸- تونل مغناطیسی پیچ خورده در اطراف منظومه شمسی

تمام اجرامی که در منظومه شمسی می‌شناسیم، شامل زمین، سیاره‌ها و حتی ستاره‌های نزدیک، ممکن است که در یک تونل مغناطیسی بسیار بزرگ قرار داشته باشند و دانشمندان هنوز توضیحی برای آن ندارند. این تونل که بیش از 1000 سال نوری طول دارد با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شود. تیم‌های تحقیقاتی با دو مورد از درخشان‌ترین گازهای رادیویی که در نزدیکی کهشکان ما قرار دارند، نشان دادند که این دو ساختار فضایی ارتباطی با هم دارند. این دو نمونه گاز، مهمیز قطب شمالی (North Polar Spur) و منطقه بادبزنی (Fan Region) نام دارند.

میدان‌های مغناطیسی پیچ خورده و منحنی شکل، عامل ارتباط بین این دو ساختار فضایی گازی، احاطه کردن منظومه شمسی و اجرام نزدیک آن می‌باشند. اخترشناسان هنوز موفق به کشف مبدا این تونل‌های مغناطیسی نشده‌اند.

۹- اولین تصاویر ستاره اسپاگتی شده

سیاه چاله‌ ها به اجرام آسمانی نزدیک خود رحم نمی‌کنند. زمانی که یک ستاره نگون بخت خیلی به ‌آن‌ها نزدیک شود، گرانش عظیم سیاه چاله آن را به درون خود می‌کشد. در این زمان شکل ستاره به صورت یک رشته دراز اسپاگتی درمی‌آید و اخترشناسان اسم این فرایند را اسپاگتی کردن (spaghettification) نامیده‌اند. مشاهده این پدیده بسیار نادر است. ولی در ماه می 2021، اخترشناسان سیاه چاله‌ای را با وزن 30 میلیون برابر وزن خورشید در فاصله 750 میلیون سال نوری از زمین کشف کردند که ستاره‌ای را به درون خود می‌کشید.

این پدیده فلاش‌های درخشانی از نور اپتیکال، پرتوهای ایکس و امواج رادیویی را از خود ساطع کرد که تلسکوپ‌های روی زمین به راحتی قادر به دیدن آن بودند. اما در حالتی غیرمعمولی، الگویی عجیبی از خطوط جذب را در اطراف سیاه چاله نشان می‌داد. این الگوها مانند یک توپ نخ بزرگ دور آن پیچیده شده بودند. از آن جایی که پدیده جذب در افق سیاه چاله صورت می‌گیرد، اخترشناسان مطمئن شدند که برای اولین بار شاهد پدیده اسپاگتی شدن یک ستاره هستند.

۱۰- کلبه مرموز در سمت دیگر ماه

در پایان به سراغ نزدیک‌ترین جرم آسمانی یعنی ماه می‌رویم. ماه نورد چینی Yutu 2 در هیجان‌ انگیزترین خبر خود در اکتبر امسال از پیدا کردن جسمی مکعب شکل درست در بالای یک دشت یکنواخت خبر داد. این ماه نورد در 2 یا 3 ماه آینده به این جسم نزدیک‌تر می‌شود و می‌تواند نگاه دقیق‌تری به آن داشته باشد.