حل معمای بزرگ شدن ستاره ها

[SAYEH79]

این تصویر چگالی مواد در حال انتقال در یک فضای شبیه سازی شده تکامل 55 هزار ساله را نشان می دهد. صفحه چپ نمای قطبی و صفحه راست نمای استوایی را نشان می دهد. زبانه های که صفحه استوایی را تعبیه می کنند به خوبی دیده می شوند.از مدتها بدینسو دانشمندان می دانند وقتی ذرات در ابر های عظیمی از هیدروژن در اثر گرانش روی هم سقوط کنند ستاره ها زاده می شوند. اما ستاره های سنگین تا 120 برابر جرم خورشید تشعشات و باد های سنگین ستاره ای تولید می کنند. این ستاره ها چگونه ابر های عظیمی از گرد و گاز را که باعث رشد آنها شده، بدون اینکه به بیرون پرتاب شوند، حفظ می توانند. به نظر میرسد حل این معما چندان مشکل نباشد. یکی از مطالعات که اخیرأ در مجله ساینس چاپ شده نشان می دهد که رشد یک ستاره سنگین می تواند برخلاف تابش مواد به بیرون، فشاری را بوجود بیاورد که باعث کشش مواد به درون گردد.





نویسنده ارشد این مطالعه آقای مارک کروم هولمز - پروفیسور همکار اخترشناسی و اخترفیزیک در دانشگاه کالیفورنیا می گوید که این مطالعات همچنان نشان می دهد که چرا ستاره های سنگین بیشتر در سیستم های دو ستاره ای یا چند ستاره ای بوجود می آیند.




فشار تشعشعی نیرویی است که در اثر تابش الکترومغناطیس در سطح برخورد بوجود می آید. این اثر در نور معمولی خیلی ناچیز و جزئی است، اما به علت شدت تشعشات در قسمت داخلی ستاره ها بسیار شدید می باشد. فشار تشعشعی در ستاره های سنگین نیروی حاکمی است که با گرانش مقابله نموده و مانع سقوط یک ستاره بر سر خودش می شود.




آقای کروم هولمز می گوید " اگر فشار تشعشعی یک ستاره سنگین را که در مقایسه با گاز های درونی آن به مراتب غیر شفاف است بر گاز وگرد اطراف آن بکار ببریم، باید باعث انفجار ابر گاز و گرد اطراف آن شود. مطالعات قبلی نشان می دهد قبل از اینکه یک ستاره بیش از 120 بار بزرگتر از جرم خورشید بزرگ شود، فشار تشعشعی باید مواد خام سازنده ستاره را به بیرون پراکنده سازد. اما اخترشناسان ستاره های زیادی را دیده اند که به مراتب بزرگتر از این اندازه اند.




شبیه سازی کمپیوتری برای تشکیل یک ستاره سنگین مراحل تکامل آن را به خوبی نشان داد. صفحه طرف چپ یک نمای قطبی را نشان می دهد ( محور چرخش در برابر صفحه تصویر عمود قرار دارد) و صفحه های طرف راست یک نمای استوایی را نشان می دهد. علامت های مثبت موقعیت ستاره های طرح ریزی شده را نشان می دهد. رنگ ها نماینگر چگالی یا غلظت است.




تیم تحقیقاتی سالهای زیادی را روی ایجاد کد های پیچیده کمپیوتری برای شبیه سازی پروسه تشکیل ستاره ها سپری نمودند. نرم افزار های جدید آنها در ترکیب با تکنولوژی پیشرفته کمپیوتری بنام (ORION) این تیم را به شبیه سازی سه بعدی سقوط گاز های بین ستاره ای برای تشکیل یک ستاره سنگین قادر ساخت. این پروژه نیازمند چند ماه تلاش کمپیوتری در مرکز ابرکمپیوتر سان دیگو می باشد.




شبیه سازی نشان داد، گاز های گرد و غبار با وجود فشار تشعشعی به بیرون و گرانش مواد به داخل، به درون هسته یک ستاره سنگین سقوط می کنند و در نتیجه یک نوع بی ثباتی بوجود می آید که به ایجاد کانال های منجر می شود که از طریق آنها تشعشات از میان ابر ها به فضای بین ستاره ای می تابد و در حین حال گاز ها از طریق کانال های دیگر به درون سرازیر می شوند.