ایجاد یک مدل سه بُعدی خیره کننده از سحابی چشم گربه - کوه سفید

به گزارش ساینس آلرت، گروهی از دانشمندان به بازسازی سحابی های پیچیده و مرموزی پرداختند که یکی از معروف ترین ارواح ستاره ای در آسمان یعنی سحابی چشم گربه را تشکیل می دهند.

مدل آنها مکانیسم هایی را آشکار کرد که نشان دهنده برخی از جنبه های غیرقابل توضیح ساختار این سحابی هستند.

این نتایج می تواند به ما در درک انواع دیگری از سحابی های این چنینی کمک کند و به ما درکی درباره آنچه ممکن است برای خورشید خودمان پیش بیاید نیز بدهد.

از سحابی چشم گربه که با نام NGC 6543 نیز شناخته می شود، به عنوان یک سحابی سیاره ای یاد می شود. با این حال، این نوع سحابی ها هیچ ارتباطی به سیارات ندارند. علت به وجود آمدن چنین اصطلاحی ظاهر گرد و شبیه به سیارات آنها است. این سحابی ها بقایای ستاره هایی هستند که سوخت آنها تمام شده و به سرانجام عمر خود رسیده اند.

اگرچه سحابی های سیاره ای ویژگی های مشترکی دارند اما سحابی چشم گربه یکی از پیچیده ترین نمونه هایی است که تا به امروز کشف شده است. درون این سحابی که به طور کلی ظاهری گرد دارد، یک شمایل لوزی مانند همچون مردمک چشم گربه به همراه گره ها، و رشته ها دیده می شود. سحابی چشم گربه یکی از سحابی هایی است که بسیار مورد مطالعه قرار گرفته اما برخی از جنبه های ساختاری آن هنوز کمی گیج کننده به جای مانده است.

این سحابی را نمی توان به راحتی تحت مدل های فعلی در مورد تشکیل سحابی های سیاره ای، توضیح داد.

تحت مدل های معمول، ستاره تبدیل به یک غول سرخ می شود و بادهای ستاره ای آهسته ای تولید می کند که مواد ستاره ای را به فضا پرتاب می کنند.

سپس، در سرانجام این مرحله از زندگی، ستاره مواد بیرونی خود را به فضا پرتاب می کند و هسته، که دیگر تحت فشار بیرونی همجوشی هسته ای حمایت نمی شود، تحت تأثیر گرانش فرو می ریزد و یک کوتوله سفید را تشکیل می دهد. کوتوله سفید که بسیار داغ است یک باد ستاره ای سریع ایجاد می کند.

ظاهر نقطه ای متقارن و دوقطبی سحابی چشم گربه با این مدل مطابقت ندارد.

رایان کلرمونت(Ryan Clairmont) رهبر این مطالعه که یک دانش آموز فارغ التحصیل از دبیرستان است و قصد دارد در دانشگاه استنفورد تحصیل کند، توضیح می دهد: وقتی برای اولین بار سحابی چشم گربه را دیدم، از ساختار زیبا و کاملا متقارن آن شگفت زده شدم. من از این که ساختار سه بُعدی آن به طور کامل درک نشده بیشتر هم شگفت زده شدم.

بنابراین، او کاری در این مورد انجام داد. او از اخترشناسان ولفگانگ استفن(Wolfgang Steffen) از دانشگاه ملی خودمختار مکزیک و نیکو کونینگ(Nico Koning) از دانشگاه کلگری در کانادا کمک گرفت و از نرم افزار مدل سازی اخترفیزیکی SHAPE برای بازسازی آنچه در ناحیه مرکزی سحابی چشم گربه می گذرد استفاده کرد.

تلسکوپ فضایی هابل، که مشاهدات بسیار دقیقی از این سحابی در سال 2008 انجام داده است، برخی از داده های مورد استفاده آنها را تامین کرد. آنها همچنین از داده های طیفی رصدخانه ملی سن پدرو مارتر در مکزیک استفاده کردند که حرکات گاز را در داخل سحابی نشان می دهد.

مدل سه بُعدی آنها مورد جالبی را نشان داد. حلقه های مارپیچی از گاز با چگالی بالا تا حدی دور پوسته بیرونی سحابی پیچیده شده اند و به طور متقارن در اطراف دو بخش آن قرار گرفته اند.

این تقارن نشان می دهد که حلقه ها در نتیجه پرتاب جت های پرسرعت به سمت بیرون از قطب های ستاره در مرکز چشم گربه، ایجاد می شوند. از آنجا که ستاره ای که آنها را تولید کرده همچون یک فرفره در حال چرخیدن بوده بنابراین این جت ها به شکل مارپیچی به سمت بیرون می آیند.

تا آنجا که ما می دانیم تنها چیزی که می تواند یک جت پیشرو در یک سحابی سیاره ای ایجاد کند، یک ستاره دوتایی است. تصور می شود ستاره ای که در مرکز چشم گربه قرار گرفته است، از نوع ولف-رایه(Wolf-Rayet) است که هنوز به طور کامل به یک کوتوله سفید تبدیل نشده، اما رسیدن به چنین روزی خیلی دور نیست.

تحقیقات قبلی نشان داده بود که ممکن است ستاره موجود در قلب سحابی چشم گربه یک همراه داشته باشد و این یافته های تازه از این نظریه پشتیبانی می کند.

جت های پیش رونده در سحابی های سیاره ای نسبتاً نادر هستند، بنابراین مهم است که بدانیم چگونه این جت ها در شکل دهی سیستم های پیچیده تر مانند چشم گربه نقش دارند. در نهایت، درک چگونگی شکل گیری آنها بینشی را در مورد سرنوشت نهایی خورشید ما که روزی تبدیل به یک سحابی سیاره ای خواهد شد، فراهم می کند.

این تحقیق در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.