ستاره‌شناسان سال‌ها است که تلاش می‌کنند بفهمند کربن، عنصر اصلی سازنده حیات، چگونه تولید و در فضا توزیع می‌شود.
حالا تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا نگاه دقیق‌تری به منبع فعال غبار غنی از کربن در کهکشان راه شیری در اختیار آن‌ها قرار داده است، یعنی سیستم ستاره‌ای ولف-رایه ۱۴۰. این یافته بینش‌های مهمی را درباره منشا کربن و نقش این عنصر در شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌های جدید فراهم می‌کند. تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید تا با منبع تولید کربن در کهکشان راه شیری بیشتر آشنا شوید.
تلسکوپ فضایی جیمز وب پیشرفته‌ترین رصدخانه فضایی است که رازهای منظومه شمسی، جهان‌های دوردست و منشا کیهان را آشکار می‌کند. ستاره‌شناسان با استفاده از این تلسکوپ دو ستاره را در فاصله پنج هزار سال نوری شناسایی کرده‌اند که غبار غنی از کربن ایجاد می‌کنند.
سیستم ستاره‌ای ولف-رایه ۱۴۰ (Wolf-Rayet 140) شامل دو ستاره پرجرم است که در مداری طولانی می‌چرخند. هر هشت سال یک بار، بادهای ستاره‌ای این دو ستاره هنگام نزدیک شدن آن‌ها به یکدیگر با هم برخورد می‌کنند و پوسته گرد و غباری جدیدی را به‌وجود می‌آورند. این پوسته غبار به‌سمت بیرون پخش می‌شود و در نهایت به ایجاد ستاره‌های جدید در جاهای دیگر کهکشان کمک می‌کند.
جیمز وب با تصویربرداری مادون قرمز میانه خود ۱۷ پوسته گرد و غبار مجزا را پیرامون این ستاره‌ها ثبت کرده است. این احتمال وجود دارد که بسیاری از پوسته‌های قدیمی‌تر در طول زمان از بین رفته باشند و انتظار می‌رود هزاران پوسته دیگر در آینده تشکیل شوند.
| بیشتر بخوانید: هر آنچه راجع به کهکشان راه شیری باید بدانید ۲۰۲۴ |
«اما لیب»، دانشجوی دکترا در دانشگاه دنور در کلرادو و نویسنده اصلی مقاله جدید گفت: «جیمز وب نه‌تنها واقعی بودن این لایه‌های غبار را تایید کرد، بلکه داده‌های آن نشان داد که پوسته‌های غبار با سرعت ثابت به‌سمت بیرون حرکت می‌کنند که تغییرات قابل‌مشاهده را در دوره‌های زمانی بسیار کوتاه آشکار می‌کند.»
هر پوسته با سرعتی بیش از ۲۶۰۰ کیلومتر در ثانیه از ستاره‌ها دور می‌شود که تقریبا ۱درصد سرعت نور است.
«جنیفر هافمن»، یکی از نویسندگان مقاله و استاد دانشگاه دنور اضافه کرد: «ما عادت کرده‌ایم به رویدادهایی در فضا فکر کنیم که به‌آرامی، طی میلیون‌ها یا میلیاردها سال، اتفاق می‌افتند. در این سیستم، پوسته‌های گرد و غبار سال به سال در حال گسترش هستند.»
این جفت ستاره‌ای، درست مثل عقربه‌های ساعت، هر هشت سال یک‌بار در نزدیک‌ترین فاصله از هم قرار می‌گیرند و بادهای ستاره‌ای آن‌ها به‌مدت چند ماه گرد و غبار تولید می‌کنند.
تصاویر فروسرخ میانه جیمز وب پوسته‌هایی را شناسایی کرد که بیش از ۱۳۰ سال باقی مانده‌اند (پوسته‌های قدیمی‌تر به‌اندازه‌ای پراکنده شده‌اند که برای شناسایی بیش از حد کم‌نور هستند). محققان حدس می‌زنند که ستاره‌ها در نهایت ده‌ها هزار پوسته غبار را طی صدها هزار سال تولید خواهند کرد.
«رایان لاو»، ستاره‌شناس و رهبر تحقیقات اولیه درباره سیستم ستاره‌ای ولف-رایه ۱۴۰ توضیح داد: «مشاهدات مادون قرمز میانه برای این تحلیل کاملا حیاتی هستند، زیرا گرد و غبار در این سیستم نسبتا خنک است. نور مادون قرمز نزدیک و نور مرئی فقط پوسته‌هایی را نشان می‌دهد که نزدیک ستاره هستند. این جزئیات جدید باورنکردنی ما را قادر می‌کند دقیقا زمانی را که ستاره‌ها در حال تشکیل غبار هستند، مطالعه کنیم.»
اگرچه در نگاه اول واضح نیست، گرد و غبار به‌صورت یکنواخت توزیع نشده است. زوم کردن روی تصاویر جیمز وب نشان می‌دهد که مقداری از گرد و غبار انباشته شده و ابرهای بی‌شکل و ظریفی را تشکیل داده است که به بزرگی کل منظومه شمسی ما هستند.
ذره‌های دیگر گرد و غبار آزادانه شناور هستند. هر ذره به‌اندازه یک صدم عرض موی انسان است. گرد و غبار در هر حالتی که باشد، با سرعت یکسان حرکت می‌کند و غنی از کربن است.
بعد از میلیون‌ها یا میلیاردها سال، وقتی غبارپاشی این ستاره‌ها به اطراف تمام شد، چه اتفاقی برای آن‌ها خواهد افتاد؟
ستاره ولف–رایه در این سیستم ۱۰ برابر خورشید جرم دارد و به پایان عمر خود نزدیک می‌شود. این ستاره در آخرین مرحله خود یا به‌عنوان یک ابرنواختر منفجر می‌شود (احتمالا بخشی یا تمام پوسته‌های غبار را منفجر می‌کند) یا به سیاهچاله‌ای فرو می‌ریزد که پوسته‌های غبار را دست‌نخورده باقی می‌گذارد.
اگرچه هیچ کس نمی‌تواند با قطعیت پیش‌بینی کند که چه اتفاقی خواهد افتاد، محققان طرف‌دار سناریوی سیاهچاله هستند.
یکی از سوال‌های مهم در نجوم این است که غبارهای جهان از کجا می‌آید؟ «لاو» می‌گوید: «اگر گرد و غبار غنی از کربن مانند این زنده بماند، می‌تواند به ما کمک کند تا به این سوال پاسخ دهیم.»
«هافمن» اضافه می‌کند: «می‌دانیم که کربن برای تشکیل سیاره‌های سنگی و منظومه‌های خورشیدی مانند منظومه شمسی ما ضروری است. دیدن اینکه چگونه سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی نه‌تنها غبار غنی از کربن ایجاد می‌کنند، بلکه آن را به‌سمت محله کهکشانی ما به حرکت در‌می‌آورند، هیجان‌انگیز است.»
