کشف ساختاری عظیم به طول ۱۵۰ میلیارد کیلومتر در نزدیکی یک ستاره توسط هابل

این ساختار که «دم گربه» نام دارد، در سامانهٔ ستارهای جوان بتا سهپایه گسترده شده و طول آن به حدود هزار واحد نجومی، معادل نزدیک به ۱۵۰ میلیارد کیلومتر، میرسد.
ستارهٔ بتا سهپایه در فاصلهٔ ۶۳ سال نوری از زمین و در صورت فلکی نقاش قرار دارد. این ستاره با دیسکی گسترده از غبار و بقایای سنگی احاطه شده است.
ساختار دم گربه نخستینبار در مشاهدات فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب شناسایی شد، اما از دید تلسکوپهایی که طول موجهای کوتاهتر را بررسی میکنند، پنهان مانده بود.
اکنون تصاویر تازهٔ تلسکوپ فضایی هابل، در کنار دادههای رصدی بیش از ۱۴ سال، به اخترشناسان امکان داده است ترکیب، شکل هندسی و منشأ احتمالی این ساختار را با دقت بیشتری بررسی کنند.
آرین آوسار، دانشجوی دکتری دانشگاه آریزونا و سرپرست این پژوهش، میگوید: «نکتهٔ عجیب این است که این ساختار پیشتر فقط با تلسکوپ فضایی جیمز وب، که نور فروسرخ را آشکار میکند، مشاهده شده بود؛ اما در طول موجهای کوتاهتر نامرئی باقی میماند. این موضوع مدتی طولانی جامعهٔ اخترشناسی را سردرگم کرده بود.»
به گفتهٔ پژوهشگران، پاسخ این معما احتمالاً در جنس غبار تشکیلدهندهٔ این ساختار نهفته است.
آوسار توضیح میدهد: «ما تصور میکنیم دلیل اینکه دم گربه تاکنون از دید مشاهدات ما در نور مرئی پنهان مانده، به ترکیب مواد تشکیلدهندهٔ آن مربوط میشود. این ساختار تقریباً بهطور کامل از مادهای آلی و مقاوم در برابر حرارت تشکیل شده که مقدار زیادی کربن دارد. زنجیرههای بلند اتمهای کربن نور مرئی را جذب میکنند و به همین دلیل این ماده بسیار تیره است.»
مشاهدات همچنین نشان میدهند که این ساختار از ذرات میکروسکوپی غبار با ترکیبی فوقالعاده متخلخل و پفمانند تشکیل شده است. اگرچه قطر این ذرات تنها حدود یک میکرومتر است، ساختار درونی آنها با الگوهای متعارف برخوردهای سیارهای بهسادگی توضیح داده نمیشود.
آوسار در اینباره میگوید: «هنوز هیچکس بهدرستی نمیداند چگونه ذرات غباری به این کوچکی میتوانند تا این اندازه متخلخل باشند. همین مسئله یکی از دلایلی است که ما این ساختار را بررسی میکنیم.»
گفتنی است ستارهٔ بتا سهپایه حدود ۲۰ میلیون سال عمر دارد و به همین دلیل، آزمایشگاهی طبیعی و ارزشمند برای مطالعهٔ محیطهای ناآرامی محسوب میشود که سیارهها در آن شکل میگیرند. دیسک بقایای اطراف این ستاره حاوی موادی است که از فرایند شکلگیری سیارهها باقی ماندهاند؛ از جمله ذراتی که در پی برخورد اجرام بزرگتر تولید شدهاند.
آوسار میگوید: «تصور میشود دم گربه حاصل برخورد میان اجرام بزرگی مانند پلوتو باشد.»

این مطالعه که با تلسکوپ فضایی هابل انجام شد، برای اولین بار ساختار «دم گربه» را در طیف نور مرئی (فلش سفید) آشکار کرد. برخلاف مشاهدات اکتشافی اولیه که با تلسکوپ فضایی جیمز وب انجام شد و انتشار گرمای دانههای غبار را با استفاده از تابش فروسرخ تشخیص داد، دم در تصاویر جدید کوتاهتر به نظر میرسد، زیرا هرچه رد دانههای غبار از ستاره دورتر شود، نور کمتری منعکس میکند.
چنین برخوردی میتواند مقادیر عظیمی از غبار را در فضا پراکنده کرده باشد؛ بااینحال، فرایند دقیقی که به تولید ذرات مشاهدهشده منجر شده، همچنان مشخص نیست.
یکی از فرضیهها این است که برخورد اولیه گرمای کافی برای تبدیل کربن جامد به بخار را ایجاد کرده باشد. این بخار پس از سرد شدن، دوباره به ذرات جامد تبدیل شده است. بر این اساس، شکلگیری ساختار متخلخل ذرات ممکن است نتیجهٔ همین فرایند باشد.
واگنر، پژوهشگر پسادکتری بورسیهٔ ساگان ناسا در رصدخانهٔ استوارد، توضیح میدهد: «ممکن است سرعت اجرام هنگام برخورد آنقدر زیاد بوده باشد که دانههای کربن تبخیر شده و به گاز تبدیل شده باشند. سپس این گاز هنگام سرد شدن دوباره متراکم شده و ذراتی با ساختار بسیار متخلخل به وجود آورده باشد.»
مشاهدات تازه همچنین درک اخترشناسان از موقعیت فضایی دم گربه را تغییر دادهاند. تفسیرهای پیشین نشان میدادند که این ساختار از دید ناظران زمینی، در پشت ستارهٔ بتا سهپایه امتداد پیدا میکند و به شکل دنبالهای طولانی از آن فاصله میگیرد.
اما پژوهشگران با ترکیب تصاویر نور مرئی هابل، مشاهدات فروسرخ جیمز وب و مدلسازی رایانهای، تصویر متفاوتی از هندسهٔ سهبعدی این ساختار ارائه کردهاند.







