چند سال قبل، آوی لوئب (Avi Loeb) مدتی را با خانواده‎اش به کوه‎های کرادل در ارتفاعات تاسمانی مرکزی رفت؛ ‎یک جزیره‎ی ناهموار که در 150 مایلی جنوب استرالیا قرار داشت. آن‎ها در خوابگاه خود به اینترنت دسترسی نداشتند و به همین دلیل لوئب پس از صرف شام فرصتی‎یافت تا کمی قدم بزند و به آسمان بکر و بدون آلودگی‎های نوری آن جا نگاه کند. حال او با تماشای این منظره‎ی خیره کننده، دگرگون شد: ستارگان بی‎شمار کهکشان ما، رد راه شیری که به سبکی هوا در میان آسمان کشیده شده بود و کهکشان همسایه، آندرومدا، که چشمک می‎زد و شکل قوسی‎اش تقریباً هم اندازه‎ی ماه بود.

  لوئب، رئیس بخش نجوم دانشگاه‎ هاروارد و مدیر مؤسسه‎ی نظري و محاسبات‎ هاروارد.

 به‎ یک‌باره تمامی اجرامی که درباره‎ی آن‎ها نظریه‌پردازی می‎کرد را پیش روی خود می‎دید. آن‎ها بسیار قابل لمس بودند. عزم و اراده‎ی او با مشاهده‎ی این آسمان شگفت انگیز برای‎یافتن پاسخ سؤال اصلی تحقیقاتش، بیشتر می‎شد: اولین نسل از ستاره‎ها و کهکشان‎ها، چگونه و چه زمانی شروع به نوردهی کردند؟ یکی از اولین مشارکت‎های علمی لوئب برای‎یافتن پاسخ این سؤال، کار بر روی فرآیند‎های احتمالی تشکیل ستارگان به همراه دو دانشمند دیگر در میانه‎ی دهه‎ی 1990 بود.

 داستان از مدتی پس از مهبانگ آغاز می‎شود که ماده در کائنات پراکنده شده بود، البته نه به طور کاملاً ‎یکنواخت. برخی از نواحی فضا فقط به اندازه‎ی 0.01 درصد چگال تر از سایر مناطق بودند و همین باعث شد که نیروی گرانش آنها مواد بیشتری را به طرف خود جذب کند. هرچه این نواحی چگال‎تر می‎شدند، گرانش بیشتر می‎شد و به چگال شدن بیشتر آن‎ها کمک می‎کرد. به این ترتیب در مناطقی از فضا، ابرهای گازی عمدتاً هیدروژنی ایجاد شدند.

  لوئب و همکارانش برای سادگی محاسبات خود، فرض کردند که ابرهای ایجاد شده تقارن کروی دارند و تحت شرایط مناسب، دچار رُمبش می‎شوند تا ستاره‎ها را ایجاد کنند. در واقع‎ یک تعادل ظریف موجب ایجاد ستاره‎ها می‎شود: نیروی جاذبه گازها را به داخل می‎کشد و حرارت بالای توده‎ی گازی، موجب افزایش فشار و تمایل به انبساط به بیرون می‎شود.‎

یک ستاره هنگامی به وجود می‎آید که توده‎ی گازی به میزان تراکم خاصی برسد که در آن واکنش همجوشی هسته‎ای رخ دهد، یعنی هسته‎ی اتم‎ها با هم ادغام شوند که در این میان انرژی عظیمی نیز آزاد می‎شود. اما این پدیده وقتی به وقوع می‌پیوندد که ستاره راهی برای خنک کردن و کاهش فشار خود داشته باشد.دانشمندان حدس می‎زدند که دو اتم هیدروژن با اتصال به هم تشکیل‎ یک مولکول هیدروژن را می‎دهند و این عمل باعث می‎شود که مولکول، گرمای گازهای اطراف خود را جذب کند و از خود نور ساطع کند. این عمل می‌تواند موجب خنک شدن ستاره شود.

لوئب و همکارانش این مدل را با کاغذ و مداد پیش می‎بردند تا اینکه به مراحل بسیار پیچیده‎ای از مدلسازی خود رسیدند. آن‎ها از دانشمندان و منجمانی که به کامپیوترهای پیشرفته دسترسی داشتند کمک خواستند. فولکر بروم (Volker Bromm) که هم اکنون در دانشگاه تگزاس مشغول به کار است می‎گوید: « آوی این مسئله‎ی بسیار جالب را به ما داد و ما از‎ یک برنامه‎ی محاسباتی اخترفیزیکی برای پیشبرد آن استفاده کردیم». پس از چند سال، شبیه‌سازی‎های بروم و همکارانش نشان داد که اگر توده‎ی گازی مسیر پیشنهاد شده توسط لوئب را طی کند، می‎تواند منجر به ایجاد ستاره‎های متعدد در مقياس‌هاي مختلف شود. در کُل این فرآیند به حد کافی قدرتمند هست که بتواند اولین کهکشان‎ها را ایجاد کند.

ادامه...

منبع:

Steve Nadis

منابع مفيد:

فضاي ميان ستاره‌اي

خورشيد نزديک‌ترين ستاره

ستاره‌هاي چند رنگ

روشن بمان!

مولکول اسرار آميز- قسمت دوم

مولکول اسرار آميز-قسمت اول

چند سال قبل، آوی لوئب (Avi Loeb) مدتی را با خانواده‎اش به کوه‎های کرادل در ارتفاعات تاسمانی مرکزی رفت؛ ‎یک جزیره‎ی ناهموار که در 150 مایلی جنوب استرالیا قرار داشت. آن‎ها در خوابگاه خود به اینترنت دسترسی نداشتند و به همین دلیل لوئب پس از صرف شام فرصتی‎یافت تا کمی قدم بزند و به آسمان بکر و بدون آلودگی‎های نوری آن جا نگاه کند. حال او با تماشای این منظره‎ی خیره کننده، دگرگون شد: ستارگان بی‎شمار کهکشان ما، رد راه شیری که به سبکی هوا در میان آسمان کشیده شده بود و کهکشان همسایه، آندرومدا، که چشمک می‎زد و شکل قوسی‎اش تقریباً هم اندازه‎ی ماه بود.

  لوئب، رئیس بخش نجوم دانشگاه‎ هاروارد و مدیر مؤسسه‎ی نظري و محاسبات‎ هاروارد.

 به‎ یک‌باره تمامی اجرامی که درباره‎ی آن‎ها نظریه‌پردازی می‎کرد را پیش روی خود می‎دید. آن‎ها بسیار قابل لمس بودند. عزم و اراده‎ی او با مشاهده‎ی این آسمان شگفت انگیز برای‎یافتن پاسخ سؤال اصلی تحقیقاتش، بیشتر می‎شد: اولین نسل از ستاره‎ها و کهکشان‎ها، چگونه و چه زمانی شروع به نوردهی کردند؟ یکی از اولین مشارکت‎های علمی لوئب برای‎یافتن پاسخ این سؤال، کار بر روی فرآیند‎های احتمالی تشکیل ستارگان به همراه دو دانشمند دیگر در میانه‎ی دهه‎ی 1990 بود.

 داستان از مدتی پس از مهبانگ آغاز می‎شود که ماده در کائنات پراکنده شده بود، البته نه به طور کاملاً ‎یکنواخت. برخی از نواحی فضا فقط به اندازه‎ی 0.01 درصد چگال تر از سایر مناطق بودند و همین باعث شد که نیروی گرانش آنها مواد بیشتری را به طرف خود جذب کند. هرچه این نواحی چگال‎تر می‎شدند، گرانش بیشتر می‎شد و به چگال شدن بیشتر آن‎ها کمک می‎کرد. به این ترتیب در مناطقی از فضا، ابرهای گازی عمدتاً هیدروژنی ایجاد شدند.

  لوئب و همکارانش برای سادگی محاسبات خود، فرض کردند که ابرهای ایجاد شده تقارن کروی دارند و تحت شرایط مناسب، دچار رُمبش می‎شوند تا ستاره‎ها را ایجاد کنند. در واقع‎ یک تعادل ظریف موجب ایجاد ستاره‎ها می‎شود: نیروی جاذبه گازها را به داخل می‎کشد و حرارت بالای توده‎ی گازی، موجب افزایش فشار و تمایل به انبساط به بیرون می‎شود.‎

یک ستاره هنگامی به وجود می‎آید که توده‎ی گازی به میزان تراکم خاصی برسد که در آن واکنش همجوشی هسته‎ای رخ دهد، یعنی هسته‎ی اتم‎ها با هم ادغام شوند که در این میان انرژی عظیمی نیز آزاد می‎شود. اما این پدیده وقتی به وقوع می‌پیوندد که ستاره راهی برای خنک کردن و کاهش فشار خود داشته باشد.دانشمندان حدس می‎زدند که دو اتم هیدروژن با اتصال به هم تشکیل‎ یک مولکول هیدروژن را می‎دهند و این عمل باعث می‎شود که مولکول، گرمای گازهای اطراف خود را جذب کند و از خود نور ساطع کند. این عمل می‌تواند موجب خنک شدن ستاره شود.

لوئب و همکارانش این مدل را با کاغذ و مداد پیش می‎بردند تا اینکه به مراحل بسیار پیچیده‎ای از مدلسازی خود رسیدند. آن‎ها از دانشمندان و منجمانی که به کامپیوترهای پیشرفته دسترسی داشتند کمک خواستند. فولکر بروم (Volker Bromm) که هم اکنون در دانشگاه تگزاس مشغول به کار است می‎گوید: « آوی این مسئله‎ی بسیار جالب را به ما داد و ما از‎ یک برنامه‎ی محاسباتی اخترفیزیکی برای پیشبرد آن استفاده کردیم». پس از چند سال، شبیه‌سازی‎های بروم و همکارانش نشان داد که اگر توده‎ی گازی مسیر پیشنهاد شده توسط لوئب را طی کند، می‎تواند منجر به ایجاد ستاره‎های متعدد در مقياس‌هاي مختلف شود. در کُل این فرآیند به حد کافی قدرتمند هست که بتواند اولین کهکشان‎ها را ایجاد کند.

ادامه...

منبع:

Steve Nadis

منابع مفيد:

فضاي ميان ستاره‌اي

خورشيد نزديک‌ترين ستاره

ستاره‌هاي چند رنگ

روشن بمان!

مولکول اسرار آميز- قسمت دوم

مولکول اسرار آميز-قسمت اول