ثبت تصویر هسته «تخم اژدها»؛ رصد نخستین مراحل تولد ستارگان سنگین‌وزن

در ۵ اکتبر ۲۰۲۶، پژوهشگران دقیق‌ترین و پروضوح‌ترین مشاهدات ثبت‌شده تا کنون از یک سحابی سرد و چگال به نام «ابر اژدها» را منتشر کردند. اخترشناسان با استفاده از آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری آتاکاما (آلما - ALMA) توانستند اعماق این ناحیه تیره در فروسرخ را بشکافند و ساختار فشرده‌ای را که «تخم اژدها» لقب گرفته است بررسی کنند.[1][4]

این هسته که نام علمی آن C2c1a است، در فاصله تقریبی ۱۶٬۳۰۰ سال نوری از زمین و درون توده‌ای غول‌پیکر از گاز و غبار قرار دارد. داده‌های تازه در باند ۶ آلما که برای چاپ در مجله Astronomy & Astrophysics پذیرفته شده، به تفکیک مکانی چشمگیری تا مقیاس ۱۷۵ واحد نجومی دست یافته است.[2][4]

این یافته‌ها نمایی نادر از وضعیت پیش از روشن‌شدن یک ستاره پرجرم را پیش چشم دانشمندان می‌گذارد. ستارگانی که جرمی بیش از هشت برابر خورشید دارند، موتور محرک تکامل کهکشان‌ها به‌شمار می‌روند، اما اینکه دقیقاً چگونه متولد می‌شوند همچنان یکی از رازهای دیرینه اخترفیزیک است.[3]

بحث‌های علمی کنونی بر دو الگوی اصلی برای پیدایش این غول‌های درخشان تمرکز دارد. نظریه «برافزایش هسته یکپارچه» می‌گوید ابتدا یک هسته پیش‌ستاره‌ای بزرگ و بسیار چگال پدید می‌آید و سپس مستقیماً فرو می‌ریزد تا ستاره‌ای پرجرم خلق شود.[3]

دو نظریه رقیب در پیدایش ستارگان

در مقابل، مدل «برافزایش رقابتی» مسیر متفاوتی را ترسیم می‌کند: در این الگو، نخست جنین ستاره‌ای کوچکی شکل می‌گیرد و سپس این بذر کوچک، گاز و ماده اطراف را از توده گسترده‌تر خود به‌آرامی می‌مکد و با گذشت زمان به ستاره‌ای غول‌پیکر بدل می‌شود.[3]

یافتن یک هسته چگال و سنگین پیش از آنکه فرآیند فعال ستاره‌زایی در آن آغاز شده باشد، برای راستی‌آزمایی هر یک از این دو فرضیه ضروری است. با این حال، چنین محیط‌های دست‌نخورده‌ای فوق‌العاده نادرند، زیرا تابش شدید ستارگان مجاور و سرعت بالای تحولات کیهانی ارزیابی آن‌ها را به‌شدت دشوار می‌کند.[1][3]

«ابر اژدها» بستری آرمانی برای آزمودن این نظریه‌هاست. توده مادری این ابر نزدیک به ۱٬۰۶۱ برابر خورشید جرم دارد، ولی میزان تابش آن به نسبت ابعادش بسیار ناچیز است؛ نشانه‌ای قطعی از اینکه هنوز در وضعیتی بسیار آغازین و پیش‌ستاره‌ای به سر می‌برد.[3]

محققان متوجه شده‌اند نسبت درخشندگی به جرم در این ابر حدود ۰٫۵ است. این عدد فاصله‌ای معنادار با آستانه ۱٫۰ دارد که نشانگر توده‌های جوان با ستاره‌زایی فعال است، و مهر تأییدی بر مراحل آغازین تکاملی آن می‌زند.[2]

رمزگشایی از ساختار تخم اژدها با آلما

تیم پژوهشی به سرپرستی اشلی توماس بارنز از رصدخانه جنوبی اروپا (ESO)، آلما را برای رصد هسته با حساسیتی بی‌سابقه به کار گرفت. این کاوش نشان داد ساختار منطقه بسیار پیچیده‌تر از تصورات پیشین دانشمندان است.[3][4]

پژوهشگران در گزارش خود اشاره کرده‌اند: «این رصدها از نظر قدرت تفکیک و حساسیت، در میان بالاترین رصدهای باند ۶ آلما از چنین ساختارهایی قرار می‌گیرد.» تصویربرداری در طول‌موج ۱٫۳ میلی‌متر به این گروه امکان داد رد تابش پیوسته غبار کیهانی را با جزئیاتی خیره‌کننده ردیابی کنند.[1][2]

داده‌های کیفیت بالا نشان داد منطقه اصلی به شش بخش جداگانه خرد شده است؛ شامل ساختار مرکزی، هسته‌ای فرعی به نام C2c1b و چهار ساختار کم‌نورتر که در غلاف گاز و غبار پیرامونی پراکنده شده‌اند.[1][2]

با وجود این تکه‌تکه‌شدگی، درخشان‌ترین برآمدگی مرکزی یعنی C2c1a(a) کماکان ساختاری یکپارچه و کاملاً مجزا باقی مانده است. این قله تابش، حالت متراکم خود را تا شعاع تفکیک‌شده ۸۷ واحد نجومی حفظ کرده است.[2][4]

اختلاف دمای شدید و معمای جریان‌های غایب

در مقیاس‌های بررسی‌شده، این بخش کانونی هیچ همنشینی در نزدیکی خود ندارد. نزدیک‌ترین تکه مجاور آن در تصویربرداری حدود ۲٬۴۰۰ واحد نجومی فاصله دارد؛ همین ویژگی آن را به نامزدی طلایی برای آزمودن فرضیه فروریزش مستقیم تبدیل می‌کند.[2][4]

برآوردهای جرمی حاصل از تابش پیوسته برای این جزء فشرده بین ۲ تا ۳۰ برابر جرم خورشید است. تمرکز چنین جرمی در فضایی این‌قدر اندک، حاکی از چگالی شگفت‌انگیز هیدروژن یعنی بیش از یک میلیارد ذره در هر سانتی‌متر مکعب است.[2][4]

داده‌ها همچنین افت‌وخیز دمایی شدیدی را در امتداد شعاع این ساختار فاش کردند. در حالی که مخزن گاز پیرامونی در دمای استخوان‌سوز ۱۰ کلوین سیر می‌کند، دمای درخشندگی هسته فشرده به ۴۰ کلوین می‌رسد.[2][4]

این ناهمخوانی دما نشانه وجود یک منبع گرمای درونی است، اما با کمال تعجب هیچ اثری از ردپاهای شیمیایی معمول در هسته‌های داغ دیده نمی‌شود. محققان فقط تابش‌های ضعیف و گسترده‌ای از فرمالدهید و مونوکسید کربن را ردیابی کردند.[2][4]

تکوین بذر ستاره‌ای در ساختاری لایه‌بندی‌شده

نکته کلیدی اینجاست که هیچ جریان خروجی مولکولی پرسرعتی وابسته به این مرکز دیده نشد. غیبت این علائم اثبات می‌کند که هنوز پیش‌ستاره‌ای فعال و برافروخته در قلب آن متولد نشده و بستر، پاک و دست‌نخورده باقی مانده است.[4]

این جرم همچنان در دل یک مخزن سرد عظیم با دست‌کم ۱۱۰ برابر جرم خورشید از گاز و غبار جا خوش کرده است. از آنجا که دمای واقعی غبار دقیقاً محاسبه نشده، ماهیت نهایی هسته تا حدی در ابهام قرار دارد.[2][4]

این ساختار ممکن است یک هسته پیش‌ستاره‌ای سرد و بسیار پرجرم باشد، یا بذری گرم‌تر و سبک‌تر که با لایه‌های منجمد محاصره شده است. در هر دو حالت، تخم اژدها دقیقاً در نخستین پرده از پیدایش ستارگان غول‌آسا ایستاده است.[2][3]

جمع‌بندی گروه پژوهشی نشان می‌دهد که داده‌ها با ساختاری به‌شدت لایه‌بندی‌شده همخوانی دارند. این نتایج شاید نخستین ردپای تکوین یک بذر پیش‌ستاره‌ای مرکزی در دل مخزنی باشد که هنوز بخش عمده جرم سامانه را در اختیار دارد.[2][4]

رصدهای آینده باید دمای دقیق غبار را اندازه بگیرند تا تخمین جرم به قطعیت برسد. تا آن روز، تخم اژدها یکی از بی‌نظیرترین آزمایشگاه‌های کیهانی برای فهم چگونگی شعله‌ور شدن پرجرم‌ترین ستارگان جهان باقی خواهد ماند.[2][3]