در یکی از خشن‌ترین مناطق کهکشان راه شیری، تنها در فاصله‌ی ۲۰۰ سال نوری از سیاه‌چاله‌ی ابرپرجرم مرکزی، یک ابر متراکم از گاز و غبار هزاران ستاره را به دنیا آورده است.
این ناحیه به نام کمان C (Sagittarius C) شناخته می‌شود و به لطف تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، اکنون با جزئیاتی بی‌سابقه قابل مشاهده است.
تصاویر ثبت‌شده، ساختارهای مغناطیسی عجیبی را نشان می‌دهند که ممکن است کلید حل یک معمای دیرینه کیهانی باشند.
چرا این ناحیه با وجود گاز فراوان، ستاره‌های کمتری تولید می‌کند؟
مطالعه‌ای جدید نگاه عمیق‌تری به این مسئله دارد که چرا ناحیه‌ی کمان C با وجود غنای فراوان از گاز میان‌ستاره‌ای، ستاره‌ها را با نرخ پیش‌بینی‌شده تولید نمی‌کند.
ساختارهای افراطی در قلب کهکشان
این پژوهش همچنین ساختار چشمگیر کمان C را به تصویر می‌کشد: رشته‌های درخشان و کشیده‌ای از گاز داغ هیدروژن که به‌وسیله میدان‌های مغناطیسی قدرتمند شکل گرفته‌اند و الگوهایی شبیه رشته‌های ماکارونی در فضا به‌وجود آورده‌اند.
جان بَلی، استاد علوم اخترفیزیکی و سیارات در دانشگاه کلرادو بولدر، نویسنده اصلی این تحقیق است.
«این ناحیه بخشی از کهکشان است که بالاترین چگالی ستارگان و ابرهای عظیم هیدروژن، هلیوم و مولکول‌های آلی را دارد. این یکی از نزدیک‌ترین مناطقی است که شرایطی شبیه به جهان اولیه دارد.»
میدان‌های مغناطیسی و ساختارهای عجیب
یافته‌ها توسط جان بلی، ساموئل کرو (دانشجوی کارشناسی دانشگاه ویرجینیا) و روبن فدرینی از موسسه اخترفیزیک اندلس در اسپانیا هدایت شده‌اند.
این تحقیق بخشی از پروژه‌ای بزرگ‌تر است که توسط کرو پیشنهاد شده. با اینکه او تنها دانشجوی سال چهارم است، به خاطر کارش به عنوان «رودز اسکالر» معرفی شده است.
تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب، در کنار تصاویر رادیویی ثبت‌شده توسط آرایه تلسکوپ MeerKAT، نمایی دقیق از منطقه‌ی کمان C ارائه می‌دهند.
کرو می‌گوید:
«به خاطر میدان‌های مغناطیسی، کمان C شکل و ظاهری کاملاً متفاوت از دیگر نواحی ستاره‌زا در کهکشان دارد.»
برخلاف مناطقی مانند سحابی شکارچی (اوراین) که صاف‌تر و ساده‌تر هستند، کمان C دارای رشته‌های نازک و درخشان پلاسما است که هر کدام چندین سال نوری طول دارند.
شبکه‌ی پیچیده‌ای از رشته‌های پلاسما
این رشته‌های پلاسما منطقه را به شبکه‌ای پیچیده تبدیل کرده‌اند که حتی پژوهشگران باتجربه را شگفت‌زده کرده است.
فدرینی می‌گوید:
«ما اصلاً انتظار دیدن چنین رشته‌هایی را نداشتیم. این کشف کاملاً اتفاقی بود.»
بلی معتقد است که محیط مغناطیسی مسئول این ساختار عجیب است.
در مرکز راه شیری، گرانش شدید سیاه‌چاله‌ی مرکزی — که چهار میلیون برابر جرم خورشید ما تخمین زده می‌شود — گازهای اطراف را به حرکت در می‌آورد و در نتیجه میدان‌های مغناطیسی محلی را می‌کشد و تقویت می‌کند.
این میدان‌ها ظاهراً پلاسما را به صورت رشته‌ای شکل می‌دهند و فرآیند تولد ستارگان را تغییر می‌دهند.
زایشگاه ناآرام ستارگان جدید
ستارگان از ابرهای مولکولی — توده‌های عظیم گاز و غبار — متولد می‌شوند که تحت تأثیر گرانش خود فرو می‌ریزند. در مناطقی مانند سحابی شکارچی، این روند قابل پیش‌بینی است. اما کمان C داستانی آشفته‌تر دارد.
در مقاله‌ای مکمل، که در مجله‌ی Astrophysical Journal منتشر شده، کرو، بلی و همکارانش به بررسی ستارگان نوزاد در حال شکل‌گیری در کمان C پرداخته‌اند.
آن‌ها دریافتند که حتی هنگامی که این ستاره‌ها متولد می‌شوند، تابش شدید آن‌ها ابر اطراف را مختل می‌کند و مواد لازم برای شکل‌گیری ستارگان بعدی را از بین می‌برد.
بلی می‌گوید:
«ما فکر می‌کنیم حتی خورشید نیز در خوشه‌ای عظیم مانند این شکل گرفته است. در طول میلیاردها سال، همه‌ی ستارگان هم‌خانواده‌ی خورشید از هم دور شده‌اند.»
مقاومت مغناطیسی در برابر گرانش
رشته‌های مشاهده‌شده توسط تلسکوپ وب نشان می‌دهند که میدان‌های مغناطیسی در کمان C ممکن است نقش نیروی مخالف گرانش را ایفا کنند.
در حالی که ابرهای مولکولی سعی دارند فرو بریزند و ستاره بسازند، فشار مغناطیسی ممکن است از این فرایند جلوگیری کند — که می‌تواند دلیلی برای نرخ پایین شکل‌گیری ستاره‌ها در این منطقه از «منطقه‌ی مولکولی مرکزی (CMZ)» باشد، بر خلاف آنچه مدل‌های قدیمی پیش‌بینی کرده بودند.
شرایط خشن در مرکز کهکشان
کمان C فقط غیرعادی نیست — بلکه در حال پیر شدن هم هست. ستاره‌هایی که درون آن هستند با تابش و بادهای ستاره‌ای، باقی‌مانده گاز و غبار را می‌رانند و ابر مولکولی‌ای که زایش ستاره‌ها را ممکن کرده بود، در حال ناپدید شدن است.
بلی تخمین می‌زند که این زایشگاه ستاره‌ای ممکن است در عرض چند صد هزار سال کاملاً محو شود.
«این تقریباً پایان داستان است.»
اما حتی با پایان یافتن فعالیت‌های آن، کمان C به درک بهتر ما از چگونگی تکامل کهکشان‌ها کمک می‌کند.
توانایی تلسکوپ جیمز وب در مشاهده از میان ابرهای ضخیم میان‌ستاره‌ای با استفاده از نور فروسرخ، پنجره‌ای تازه به سوی محیط‌های اسرارآمیز و پویای مرکز کهکشان گشوده است.
این مطالعه با نشان دادن تعامل میان میدان‌های مغناطیسی، گرانش و تابش در یکی از خشن‌ترین مناطق کهکشان، تصویری واضح‌تر از چگونگی شکل‌گیری — و گاهی جلوگیری از شکل‌گیری — ستارگان در قلب کیهان ارائه می‌دهد.
این تحقیق در مجله‌ی Astrophysical Journal منتشر شده است.
