منشأ درخشش‌های راه شیری کشف شد

بیش از 20 سال است که وجود برخی تابش‌های مایکروویو در کهکشان راه شیری، اخترشناسان را مبهوت کرده است. حالا دانشمندان می‌گویند که این امواج از کریستال‌هایی به نام نانوالماس ناشی می‌شوند و درخشش غیر قابل توضیح در راه شیری ممکن است ناشی از ازدحام الماس‌ها در فضا باشد.

این نتیجه‌گیری یک مطالعه جدید است که تلاش می‌کند تا جریان ضعیف مایکروویوهایی که ستاره‌های دور را احاطه کرده، توضیح دهد.

اخترشناسان چند دهه است که در پی کشف منشأ این نور مایکروویو هستند.

در یک مطالعه جدید که توسط محققان دانشگاه کاردیف رهبری می‌شود، یک تیم بین‌المللی نشان داده است که احتمالا این نورها از کریستال‌های کوچک کربنی می‌آیند.

این کریستال‌های کربنی، همچنین به عنوان نانوالماس شناخته می‌شوند، در گرد و غبار و ابرهای گاز یافت می‌شوند که ستارگان تازه متولد شده را احاطه می‌کنند.

اخترشناسان این امواج مایکروویو را اولین بار در اوایل قرن بیست و یکم شناسایی کردند و نام آن را "نشر غیرعادی مایکروویو یا AME گذاشتند.

دکتر "جین گریوز" از دانشگاه کاردیف می‌گوید: در یک روش شرلوک هلمزی، با حذف همه علل دیگر، می‌توانیم با اطمینان بگوییم بهترین کاندیدایی که قادر به تولید این نورهای مایکروویو است، وجود نانوالماس‌ها در اطراف این ستارگان تازه متولد شده است.

این نور از انرژی آزاد شده توسط چرخش سریع این نانوذرات پدید می‌آید.

این مجموعه از گرد و غبار و گاز که به عنوان یک "قرص پیش‌سیاره‌ای" شناخته می‌شوند، جایی است که سیارات شروع به تشکیل می‌کنند و حاوی هسته‌ای از مولکول‌های آلی می‌شوند.

محیط بسیار گرم و پر انرژی در این قرص‌ها برای تشکیل نانوالماس‌ها ایده‌آل هستند.

"دیوید فرایر" یکی از محققان این مطالعه و ستاره‌شناس رصدخانه گرین بانک گفت: این اولین تشخیص روشن از منشأ انتشار مایکروویوهای غیرعادی است.

نانوالماس‌ها در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای که صدها هزار بار کوچکتر از یک دانه شن هستند، اغلب در شهاب سنگ‌هایی که با زمین برخورد می‌کنند، یافت می‌شوند.

قرص‌های پیش‌سیاره‌ای (protoplanetary disk) توده‌هایی از گرد و غبار و گاز هستند که اغلب حول ستارگان جوان می‌چرخند.

جاذبه گرانشی سحابی‌های مولکولی که ابرهای گازی باقی‌مانده از مه‌بانگ(بیگ بنگ) یا حاصل انفجار دیگر ستارگان هستند، سبب فشرده گشتن مواد درون آن که عمدتا از هیدروژن مولکولی هستند، می‌گردد.

با گذشت زمان توده‌ای فشرده از ماده در مرکز سحابی پدید می‌آید که به سبب دارا بودن مقداری غیر صفر از تکانه زاویه‌ای در حال چرخش است.

انقباض اولیه سحابی حدود صد هزار سال طول می‌کشد. تکانه زاویه‌ای سبب می‌گردد بخش‌هایی از سحابی نتواند جذب توده مرکزی گردد و در عوض در فواصلی دورتر شروع به گردش به دور توده مرکزی کند. این مواد چرخنده پیرامونی، شکل یک دیسک یا قرص را به خود می‌گیرند که بر روی صفحه عمود بر محور چرخش توده مرکزی قرار می‌گیرند.

قرص در این مرحله یک قرص پیش-ستاره‌ای و توده مرکزی یک پیش‌ستاره نامیده می‌شود. با انقباض بیشتر و فرو ریزش مواد بیشتر از دیسک بر روی پیش‌ستاره مرکزی دمای پیش‌ستاره به حدی افزایش می‌یابد که واکنش‌های اتمی در مرکز آن شروع شده و یک ستاره متولد می‌گردد. قرص اطراف ستاره مرکزی دراین مرحله یک قرص پیرا-ستاره‌ای نامیده می‌شود.

اگر شرایط فیزیکی (مانند جرم دیسک و ستاره، مقدار تکانه زاویه‌ای، میدان مغناطیسی و غیره امکان دهد، همزمان با چرخش قرص به دور ستاره یا پیش‌ستاره مرکزی توده‌هایی از غبار و گاز بر روی دیسک پدید می‌آیند و با جذب مواد بیشتر به توده‌هایی بزرگتر تبدیل می‌گردند که پیش-سیاره (proto-planet) نامیده می‌شوند.

این پیش‌سیاره‌ها همراه قرص به دور ستاره مرکزی می‌چرخند، اما به دلیل جذب مواد پیرامون خود اصطکاک خود را با دیسک کاهش داده، بر روی مدارهای بیضوی ثابت به چرخش خود ادامه می‌دهند.

این پیش‌سیاره‌ها با گذشت زمان سیاره‌ها را به وجود می‌آورند که بر روی مدارهای کپلری در حال چرخش هستند. در این مرحله قرص که بیشتر جرم آن به شکل این سیارات در آمده یک قرص پیش‌سیاره‌ای نامیده می‌شود.

منظومه شمسی باقی‌مانده یک قرص پیش‌سیاره‌ای در اطراف خورشید است که بیش از 4 میلیارد سال پیش سیاره‌ها را به وجود آورده است.

غیر از سیاره‌ها و ماه‌های چرخان به دور آنها، میلیون‌ها جرم آسمانی دیگر در حال چرخش به دور خورشید هستند که یادگار همان قرص پیش‌سیاره‌ای هستند.

یک نانوالماس به عنوان الماسی تعریف می‌شود که کمتر از یک میکرومتر اندازه دارد.

نانوالماس‌ها به احتمال زیاد از بخار فوق‌العاده داغ اتم‌های کربن در مناطق تولد ستارگان بسیار پر انرژی تشکیل می‌شود. آنها به طور کلی توسط وقایعی همچون انفجار و یا برخورد شهاب سنگ تولید می‌شوند که شبیه روش‌های صنعتی تولید نانوذرات بر روی زمین است.

در نجوم، نانوالماس‌ها از لحاظ ساختاری خاص هستند که ساختار آنها چیزی به عنوان یک "لحظه دو قطبی"( dipole moment) تولید می‌کند که ترتیبی از اتم‌ها است که اجازه می‌دهد تا آنها در هنگام چرخش، تابش الکترومغناطیسی منتشر کنند.

از آنجا که این ذرات بسیار کوچک هستند، حتی کوچکتر از ذرات گرد و غبار طبیعی در قرص پیش‌سیاره‌ای، آنها قادر به چرخش فوق‌العاده سریع هستند. این بدان معنی است که تابش آنها در محدوده مایکروویو انتشار می‌یابد.

محققان در حال حاضر دریافته‌اند که نانوالماس‌ها در داخل گرد و غبار و گاز اطراف ستارگان تازه تشکیل شده وجود دارند که مسئول این درخشندگی‌ها هستند.

اخترشناسان به مدت طولانی در پی کشف این نورهای مرموز بودند و حالا می‌دانند که این نورها از الماس‌های کوچک ناشی می‌شوند.

محققان به رهبری دکتر "گریوز"، به دنبال نشر غیرعادی مایکروویو، 14 سامانه ستاره‌ای جوان را بررسی کردند و متوجه شدند که سه تا از آنها تابش عجیبی منتشر می‌کنند.

وی می‌گوید: ما می‌دانستیم که برخی از انواع ذرات مسئول این نورهای مایکروویو هستند، اما منبع دقیق آن از 20 سال پیش تاکنون یک معما بود.

این تیم با استفاده از تلسکوپ گرین بانک در غرب ویرجینیا و تلسکوپ استرالیا برای بررسی سه ستاره جوان که نور AME را منتشر می‌کنند، استفاده کردند.

با مطالعه نور مادون قرمز که از قرص‌های پیش‌سیاره‌ای اطراف ستارگان منتشر می‌شد، تیم توانست آن را با نانوالماس‌ها مطابقت دهد.

محققان می‌گویند که این سیگنال‌های منحصر به فرد، از نانوالماس‌های هیدروژنه شده منتشر شده است که در آن ساختار کریستالی کربن توسط مولکول‌های هیدروژن بر روی سطح آن احاطه شده است.

این مطالعه تحت عنوان انتشار مایکروویو غیرعادی از نانوالماس‌های در حال چرخش در اطراف ستاره‌ها، در نشریه Nature Astronomy منتشر شده است.