پايدار و جاودانه! اينها شايد از اولين صفاتي باشندكه هر روز با ديدن خورشيد به ذهن ما خطور كند. البته تقريبا بعيد است كهدر يك عصر آفتابي، هنگام لذت بردن از گرماي خورشيد، به منشاء پيدايش آنفكر كنيد؛ اما شايد اين مطلب كه خورشيد هميشه به اين شكل نبوده و نخواهدماند، دور از ذهن نباشد. در حالي كه نزديكي اين ستاره به زمين، آن رابسيار خاص جلوه مي دهد، آسمان شب پر است از ستارگاني كه بعضي از آنها شبيهبه خورشيد ما و برخي ديگر بزرگتر و درخشان تر يا كوچكتر و كم نور ترند.ستارگاني كه شايد تعداد زيادي از آنها داراي منظومه ي سياره اي باشند.

يكياز صور فلكي كه در شب هاي زمستان، در نيمكره ي شمالي خود نمايي مي كند،صورت فلكي شكارچي (جبار) است. چشم انداز هاي پر ستاره ي اين صورت فلكيتوسط گرد و غبار هايي پوشيده شده اند كه بيشتر آشفتگي هايي را كه هنگامتولد ستارگان به وجود مي آيد، از ديد ما مخفي نگاه مي دارند. اگر تلسكوپخود را به «خنجر» اين صورت فلكي نشانه رويد، مي بينيد كه پرزدار است. درحقيقت اين تنها يك ستاره نيست؛ بلكه خوشه اي از ستارگان تازه متولد شده اياست كه راه خود را از ميان ابر هايي كه آنها را به وجود آورده باز كردهاند.

هنگامي كه تلسكوپ هاي بزرگ به سوي سحابي شكارچي نشانه ميروند، مي توانند در آن صد ها «پيش ستاره» را تشخيص بدهند كه بسياري ازآنها با صفحاتي از گاز و گرد و غبار احاطه شده اند. صفحاتي كه مي توانندمحل شكل گيري سيارات باشند.

اما خورشيد و ستارگان ديگر و سياراتوابسته به آنها كه در سراسر جهان پخش شده اند، چگونه به وجود آمده اند؟ درطول مدت 20 سال، ستاره شناساني همانند من توانسته اند جزئيات اين مطلب راروشن كنند. شايد براي شما جالب باشد كه بدانيد كه اين كوره هاي هسته ايبسيار داغ و نوراني، زندگي خود را از سرد ترين و تاريك ترين قسمت هايكهكشان آغاز مي كنند- شايد به عنوان توده اي در ميان ابري از گرد و غبار.

مااكنون مي دانيم كه كهكشان راه شيري،شامل تعداد زيادي از اين ابر هايتاريكي است كه در دل خود ستارگاني را در حال متولد شدن دارند. بعضي از اينابر ها، مانند آنهايي كه در صور فلكي گاو و برساووش مي توان يافت، ابرهايي هستند كه ستارگاني تقريبا هم جرم خورشيد ما پديد مي آورند. اما ابرهاي بزرگتر مثل سحابي جبار(شكارچي)، خوشه هاي متراكمي از ستارگان پر جرم وكم جرم را به وجود مي آورند. شواهد موجود نشان مي دهند كه خورشيد ما درونمنطقه اي شبيه به سحابي شكارچي شكل گرفته است. بنابراين شايد بتوانيم بامطالعه ي اين ابر بزرگ، راهنمايي براي رسيدن به منشا پيدايش خودمان بيابيم.

تقريبادر همه جاي اين گيتي پهناور مي توان ستارگاني را در حال شكل گيري يافت.بيشتر ستارگان در كهكشان هاي مارپيچي، مثل راه شيري، پديد مي آيند. اما دركهكشان هاي كوتوله و حتي بي نظم نيز مي توان آنها را يافت، كه هنگامبرخورد كهكشان ها شروع به فعاليت هاي پي در پي مي كنند. اما شكل عمومي اينابر ها به صورت مخازني از گازهاي سرد و تاريك و گرد و غبار هستند كه ابرهاي عظيم مولكولي ناميده مي شوند. گستردگي آنها به اندازه ي هزاران سالنوري است و مي توانند جرمي معادل هزاران جرم خورشيدي داشته باشند.

اينابرها بيشتر از جنس هيدروژن با مقدار كمي از عناصر كمياب مانند اكسيژن وكربن و سيليسيم و مولكول هايي از قبيل كربن مونواكسيد، آمونياك، آب ومتانول هستند. اين اتم ها و مولكول ها در اعماق سرد اين ابر ها به هم ميپيوندند تا دانه هاي ميكروني گرد و غبار را تشكيل دهند. در حالي كه تنها 1درصد از اين ابر ها را غبار تشكيل مي دهد، اين غبار اندك قادر است سد راهامواج مرئي و حتي فروسرخ بشود.بنابراين، اين ابر ها مانند لكه هاي سياهيبه نظر مي رسند كه در ميان انبوهي از ستارگان جاي گرفته اند.

امروزهتلسكوپ هاي راديويي مانند تلسكوپ Very Large Array (آنتن بزرگ) در NewMexico قادر به رديابي آمونياك در ابر هاي ميان ستاره اي هستند كه ستارهشناسان از اين مولكول ها به عنوان دماسنج استفاده مي كنند. قدرت طيف هايايجاد شده توسط اين مولكول ها رابطه مستقيمي با دماي گاز در بر گيرنده يآنها دارد. با كمك يك چنين اندازه گيري هايي، ستاره شناسان اكنون مي دانندكه كهكشان هاي مارپيچ داراي ابرهايي با دماي 10 تا 50 كلوين هستند.

ابرهاي بزرگ مولكولي همچنين داراي مقداري از اسيد هاي آمينه مي باشند. حالتصور كنيد كه سياراتي كه از اين مواد ساده و آغازين ساخته مي شوند، محتويزير بناي اصلي و سازنده ي حيات مي باشند! Fred Lahuis توانست اولين مدركقطعي را در اين مورد در اواخر سال 2005 ميلادي بدست آورد. او با استفادهاز تلسكوپ فضايي ناسا ، Spitzer ، توانست منظومه ي سياره اي تازه متولدشده اي را كه در فاصله ي 375 سال نوري از ما و در صورت فلكي حوا (مارافساي) قرار داشت شناسايي كند كه مي شد در آن پيش ماده ي DNA و پروتئين رادر كمربند هاي سياركي و مدار سيارات در حال شكل گيري يافت. شايد حياتبتواند در اين منظومه شكوفا شود.

ابرهاي مولكولي بزرگ در ابتداستاره شناسان زيادي را به تفكر درباره ي خود وا داشتند. ما نمي توانستيماين موضوع را درك كنيم كه چرا آنها در اثر جاذبه ي به وجود آمده ازانفجارهاي هنگام شكل گيري ستارگان، رمبش نكرده اند. چه عاملي است كهميليارد ها سال آنها را بدين شكل نگه داشته است. چرا جهان از گازها تهينشده است؟

در سال 1990 ستاره شناسان سراسر جهان به اين نتيجهرسيدند كه براي حل اين معما بايد به بررسي پديده ي اغتشاش پرداخت. درستمشابه همان آشفتگي كه هنگام اضافه كردن شير به قهوه مشاهده مي كنيد، بااين تفاوت كه مقياس اين بررسي صد ها يا شايد هزاران سال نوري بزرگتر باشد.

اينپديده باعث به وجود آمدن حركت چرخشي در ابرها مي شود كه در نتيجه ي آن،ابرها نمي توانند به آساني رمبش كنند. اين آشفتگي ها مانند گرما و امواجضربه كه از درون ابر نشأت مي گيرند عملكردي شبيه به نيروهاي بيروني ناشياز حركت چرخشي كهكشان و انفجار ابرنواختر ها دارند. همچنين نيروهايمغناطيسي ناشي از قرار گرفتن ذرات باردار مانند الكترون ها، پروتون ها ويون ها در ميدان مغناطيسي موجود در اين ابر ها، مانع رمبش آنها مي گردد.

دركنار محدوديت هايي كه اين نيروها براي ابر ها به وجود مي آورند، بايد اينرا نيز بدانيم كه اصولا ستارگان با هم تلفيق نمي شوند. نكته ي مهم اين استابر هاي مولكولي عظيم يك شكل نيستند. در حقيقت آنها ساختار هاي پويايي ازرشته هاي چگال و هسته هايي هستند كه به هم گره خورده اند. اين رشته ها بعداز ده ها هزار سال كم كم سرد شده و آشفتگي و ميدان مغناطيسي در آنها ازبين مي رود.




يكگلبول سياه به نام BHR 71 كه در حال بيرون آمدن از پيله ي خود است. سمت چپتصويري را كه توسط آينه ي 2/8 متري Yepun تلسكوپ بزرگ رصد خانه ي جنوباروپا گرفته شده نشان مي دهد كه در آن شراره هاي نور ستاره اي را مي بينيدكه از مجرايي كه توسط برون پاشي هاي يك ستاره ايجاد شده نمايان مي شود. درسمت راست عكسي با اشعه ي مصنوعي فرو سرخ مي بينيد كه توسط تلسكوپ فضاييSpitzer گرفته شده تا حجاب گرد و غبار را بردارد و برون پاشي هاي ستاره يتازه متولد شده قابل رويت گردد.



اين آرامش به هسته ايناجازه را مي دهد كه با نيروي جاذبه ي خود بتواند يك يا چند توده ي مركزيرا ايجاد كند- زير بناي تشكيل ستارگان. هر كدام از آنها به تنهايي جرميمعادل ده ها جرم خورشيدي از گرد و غبار دارند و نوعا بزرگي آنها 1/6سالنوري است؛ يعني 160 بار بزرگتر از قطر مدار چرخش نپتون به دور خورشيد.






هموارهاغتشاش و عدم تقارن در يك ابر در حال رمبش، باعث پديد آمدن توده اي ازمواد با كمي حركت دوراني و يا تكانه ي زاويه اي مي شود. اين مواد به وجودآورنده ي پيش ستاره ي در حال چرخش توسط جاذبه كنار يكديگر نگه داشته شده وگرمايي كه به دست مي آورد- بر خلاف يك ستاره ي بالغ كه با انجام واكنش هايهسته اي گرم مي شود- حاصل از برخورد ذرات ريز تشكيل دهنده ي آن به يكديگراست. در حالي كه نيروي جاذبه باعث انقباض هر چه بيشتر پيش ستاره مي شود،سرعت حركت اسپيني(چرخش به دور خود)آن بيشتروبيشتر مي گردد تا بتواند تكانهي زاويه اي را متعادل نگه دارد.

اگر همه ي مواد در حال گردشمستقيما به سوي مركز سقوط كنند، سرعت حركت اسپيني توده به قدري زياد ميشود كه توده شروع به فروپاشي مي كند. در واقع، اگر راهي براي كاستن ازسرعت حركت اسپيني نبود، فقط ستارگاني با جرم 05/0 جرم خورشيدي مي توانستندتشكيل شوند. اما ستارگان بسيار پر جرم تر از اين رقم هستند- به عنواننمونه خورشيد ما.

اما اين معماي پيچيده فقط با حضور صفحه يتجمع(accretion disk) حل مي شود. صفحه اي از گاز و گرد و غبار كه به دورپيش ستاره مي چرخد. در واقع وظيفه اين صفحه اين است كه به ذراتي كه سرعتاسپيني آنها پايين است، اجازه ي حركت به سمت مركز و جمع شدن بر روي پيشستاره را بدهد و ذراتي كه سرعت اسپين آنها زياد است را همانند موشك هاي پرقدرتي، عمود بر صفحه ي تجمع به خارج سيستم راهنمايي كند و با اين كارتکانه زاويه اي را متعادل نگه دارد. تا به امروز 400 پيش ستاره با يك چنينساختاري شناسايي شده اند.

نتيجه ي هر كدام از اين برون ريزي هاي درامتداد محور اصلي، جت يونيزه اي است كه سرعتش به بيش از 100 كيلومتر برثانيه مي رسد. اين جت ها نوعا توسط حباب هاي عظيمي از گاز احاطه شده اندكه سرعت اين حباب ها به چند ده كيلومتر در ثانيه مي رسد.

در حاليكه قطر صفحه ي تجمع بين 100 تا 1000 واحد نجومي(A.U.) است، برون پاشي هايدوقطبي پيش ستاره از 3 تا 30 سال نوري از آن دورتر مي رود. آنها با خشونترا خود را از ميان مولكول هاي موجود در ابر باز مي كنند و به فضاي ميانستاره اي وارد مي شوند.



ما تاكنون موفقيت هاي چشمگيري دريافتن رابطه ي فيزيكي بين درون ريزي ها( موادي كه به پيش ستاره اضافه ميشوند) و برون پاشي هاي (موادي كه به بيرون از سيستم رانده مي شوند) صفحه يتجمع نداشته ايم. مشكل اساسي ما در اين مورد اين است كه تلسكوپ هاي امروزيما قادر به ديدن جزئيات وقايعي كه نزديك پيش ستاره ها رخ مي دهند نيستند.شواهدي كه به دست ما مي رسد، در حقيقت تكه ها يا قسمت هاي كوچكي ازاتفاقاتي است كه در مقياس هاي بزرگ (مثلاً لايه ي بيروني



عكسجت هاي پرتاب شده را از ستاره در رنگ هاي آبي و سبز و محدوده ي نزديكستاره را با رنگ قرمز نمايش مي دهد. عليرغم اينكه مادون قرمز به داخل ابرهاي اطراف آن نفوذ كرده اما صفحه ي تجمع مانع داشتن نگاه دقيق تري ازستاره مي شود.



صفحه ي تجمع يا برون پاشي ها) رخ مي دهدكه ما با استفاده از آنها و مدل هاي رياضي و فيزيكي خودمان، آنچه را كه درمقياس هاي كوچك رخ مي دهد استنتاج مي كنيم.

عنصر اصلي همه ي آنها،ميدان مغناطيسي است كه در تمام ديسك جريان دارد. در واقع اين ميدانمغناطيسي عامل بسيار مهمي در بيرون ريختن ذرات پر سرعت يوني در جهت عمودبر فلوي(شار) مغناطيسي گذرنده از صفحه ي تجمع است.

مدل هاي ما ميگويند كه گاز باقي مانده در ديسك سرعت اسپين پاييني دارد زيرا كه برونپاشي گازهاي پر سرعت مقدار زيادي از تکانه زاويه اي را مي گيرد و آن رامتعادل نگه مي دارد. در اين هنگام است كه نيروي جاذبه قوي تر شده و برنيروي گريز از مركز(centrifugal force) غلبه مي كند و به گاز كم سرعت درونسيستم اجازه ي تجمع بر روي پيش ستاره را مي دهد.




شرح تصویر : ستاره ي جواني كه در حال برون پاشي است و محدوده ي آن 12 سال نوري است. اين



امامدل ها توانايي شرح دادن همه ي پديده ها را ندارند.به عنوان مثالهنوزجزئيات چگونگي برون پاشي موادازطريق خطوط ميدان مغناطيسي واضح نيست.شايد اغتشاش وگرماي موضعي در فرستادن مواد پر سرعت به بالاي سطح ديسك نقشداشته باشند؛ جايي كه تشعشعات و شوك هاي پيش ستاره باعث يونيده شدن موادمي شود. در اين هنگام است كه اين مواد به بيرون از سيستم رانده شده وتکانه زاويه اي با رفتن آنها كاهش مي يابد.

در سالهاي اخير بهگروهي از منجمان از طرفFrancesca Bacciotti و Leonardo Testi (رصد خانه يArcetri ، ايتاليا) و افراد ديگر اين اجازه داده شد كه با كار كردن باتلسكوپ فضايي هابل از چرخش گاز هاي يونيده ي در جت هايي كه از طرف پيشستارگاني كه بعدا ستاره ها را به وجود مي آورند نقشه برداري كنند. با فرضاينكه حركت آنها با حركت صفحه ي زيرين مطابقت داشته باشد، اندازه گيري هايسرعت هاي آنها نشان مي داد كه از جايي با فاصله ي 03/0 تا 2 واحد نجومي ازستاره بيرون رانده مي شوند. شايد برون پاشي هايي كه خورشيد تازه شكل گرفتهي ما انجام مي داده از منطقه اي بوده كه زمين و سيارات دروني در آن قراردارند.

حتي نزديكترين پيش ستاره ها، صد ها سال نوري با زمين فاصلهدارند. در يك چنين فاصله اي، فضايي كه برون پاشي ها از آنجا نشأت مي گيرنداز زمين تحت زاويه ي 01/0 ثانيه ي قوسي ديده مي شود. اين رقم حتي فراتر ازقدرت تفكيك تلسكوپ هابل است. اما آنتن بزرگ Atacama كه اكنون در كشور شيليدر دست ساخت است، چنين قدرت تفكيكي خواهد داشت.

با اين تلسكوپ شايدبتوانيم به پيش ستارگان متصل شويم و برون پاشي و درون ريزي هاي آنها رادقيق تر ببينيم. آيا رابطه اي بين پايگاه اغتشاشات جت هاي پر سرعت و بهوجود آمدن سيارات زمين گونه وجود دارد؟ آيا سيارات فقط زماني مي توانندشكل بگيرند كه تجمعات بر روي پيش ستاره و برون پاشي ها به اتمام رسيدهباشد؟ اينها از سوالاتي هستند كه ما بعد از ساخته شدن اين تلسكوپ راديوييدر سال 2012 پيگيري خواهيم كرد.

صرف نظر از چگونگي و مقدار مادهي از دست رفته، يك حقيقت واضح است: ستارگاني كه هم جرم خورشيد ما باشند،طي ده ها ميليون سال و با گرفتن ماده از صفحه ي اطرافشان تشكيل مي شوند.در حقيقت جت ها و تشعشعات پيش ستاره، گاز ها را از سيستم پاك مي كنند.البته تا جايي كه مقدار كمي گاز باقي بماند. بعد از چند ميليون سال، تجمعو برون پاشي ها به مقدار بسيار كمي مي رسد. ستاره در 100 ميليون سال بعديشروع به بالا بردن دما و فشار داخل هسته ي خود مي كند، تا جايي كه بتواندعمل گداخت هسته اي را بر روي مولكول هاي هيدروژن شروع كند- در اين زمانستاره متولد شده است.باقي مانده ي گاز ها وغباروسنگريزه ها،يك سيستم سيارهاي راپديد مي آورند.

سال قبل، ستاره شناسان فهميدند كه اين شكلبراي پيدايش ستارگان فقط مناسب ستارگان بسيار كم جرم( 1/0 جرم خورشيدي يا100 برابر جرم مشتري) است. حتي كوتوله ي قهوه اي نيز كه جرمي برابر 15 تا75 برابر جرم مشتري دارند (كه به سختي مي توانند از سيارات پر جرم ترشوند)، تقريبا با اين مدل پيش بيني شده كه مخصوص اجرامي با حجم 5 برابرمشتري است تشكيل مي شوند.

Neal Evans (دانشگاه Texas) و همراهانشبا بكار بردن اشعه فروسرخ تلسكوپ فضايي Spitzer ناسا، در يك تحقيق بيسابقه توانستند كوتوله هاي قهوه اي جوان بي شماري را به عنوان كانديد درنزديكي ما بيابند كه هنوز در حال شكل گيري هستند. Ray Jayawardhana(دانشگاه Toronto ) اعلام كرد كه اين اجرام كم جرم مي توانند صفحه ي تجمعو برون پاشي ها را براي ما مشخص كنند. آيا ما با كوتوله هاي سرخ زيادي كههر كدام يك منظومه ي سياره اي به همراه دارند احاطه شده ايم؟ البته اينممكن است كه يك چنين ستارگاني در نزديكي ما بيشتر از ستارگاني مانندخورشيد باشند.



SubhanjoyMohanty و همكارانش به تازگي اعلام كردند كه يك كوتوله ي قهوه اي را درنزديكي ما پيدا كرده اند كه همراهي به جرم يك سياره دارد كه اين همراه خودصفحه ي تجمع جداگانه اي دارد!اين بسيار تعجب آوراست كه كم جرم ترين اجراميكه با اين روش تشكيل مي شوند داراي سياراتي باشند كه علي رغم كم جرم بودناز اين روش گردابي تبعيت مي كنند.

به طور قطع چند سال آينده علمنجوم با پيدا كردن منشأ پيدايش منظومه ي شمسي جذاب تر مي شود و ما به جوابدادن به اين سوال توانا تر خواهيم بود كه آيا سياراتي پيرامون ستارگانديگري هستند كه بتوانند پناه گاه حيات شوند؟