تصاویر گلچین از 21 سال فعالیت تلسکوپ فضایی هابل / بخش اول

محمود حاج‌زمان: بخش دوم این گزارش را صبح جمعه 16 دی در خبرآنلاین ملاحظه کنید. برای مشاهده تصاویر بزرگ و پرکیفیت نیز گزینه دانلود عکس را انتخاب کنید.

 متغیر 838 تکشاخ
در ژانویه 2002 / دی‌ماه 1380، ستاره‌ای کم‌نور در صورت‌فلکی نه‌چندان مشخص تکشاخ ناگهان 600 هزار بار نورانی‌تر از خورشید شد و موقتا به درخشان‌ترین ستاره کهکشان راه‌شیری تبدیل گشت. انفجار نور این ستاره عجیب در فضا گسترده شد و با بازتاب از پوسته غبارهای پیرامون، مجموعه‌ای تماشایی از تصاویر را آشکار کرد. این ستاره که تکشاخ V838 نامیده شد، مدت‌ها قبل دوباره به تاریکی فرو رفت؛ اما مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل از پدیده‌ای موسوم به «پژواک نور» در اطراف ستاره، خصوصیات قابل توجهی را نمایان ساخت.

خوشه ستاره‌ای جوان
این مجموعه از ستارگان چشمک‌زن که NGC 6611 خوانده می‌شود، یک خوشه ستاره‌ای باز است که 5.5 میلیون سال قبل شکل گرفته و در فاصله حدود 6500 سال نوری از زمین قرار دارد. این مجموعه، یک خوشه بسیار جوان و شامل تعداد زیادی ستاره آبی داغ است که تابش فرابنفش شدید آنها باعث درخشند‌ه‌تر شدن تابش سحابی عقاب اطراف آن شده است. این خوشه و سحابی همراه آن همچنین به عنوان جرم 16 فهرست مسیه نیز شناخته می‌شود. اخترشناسان به مناطقی همانند سحابی عقاب با عنوان نواحی HII اشاره می‌کنند. بر اساس شواهد و در آینده‌ای دور، امواج ضربه‌ای ناشی از انفجارهای ابرنواختری ستارگان جوان پرجرم‌تر که در انتهای زندگی کوتاه ولی درخشان آنها اتفاق می‌افتد، نواحی HII را از بین می‌برند. در این تصویر، قطعات تیره‌ای نیز مشاهده می‌شود که این چشم‌انداز ستاره‌ای را لکه‌دار کرده‌اند. این نواحی ظاهرا خالی در واقع ابرهای بسیار چگال از گاز و غبار هستند که مانع عبور نور مریی از میان خود می‌شوند. بسیاری از این نواحی مخفی‌گاه‌هایی هستند که مراحل اولیه شکل‌گیری ستارگان در آنجا اتفاق می‌افتد. 

سحابی شبکیه
ستاره در حال مرگ IC 4406 که لقب سحابی شبکیه را یدک می‌کشد، شکلی متقارن را به نمایش گذاشته است. نیمه‌های چپ و راست این تصویر، تقریبا تصاویر آیینه‌ای یکدیگرند. اگر ما بتوانیم با یک فضاپیما اطراف این سحابی پرواز کنیم، می‌بینیم که گاز و غبار، حلقه وسیعی از ماده را تشکیل می‌دهند که از یک ستاره در حال مرگ رو به بیرون فوران می‌کند. از روی زمین، تصویر این حلقه را از زاویه کناری آن مشاهده می‌کنیم. این نگاه جانبی به ما اجازه می‌دهد که رشته‌های پیچیده غبار را ببینیم که قابل مقایسه با شبکیه چشم انسان هستند. در سحابی‌های ستاره‌ای دیگر مانند سحابی حلقه (NGC 6720) ما این حلقه را از بالا می‌بینیم. این حلقه‌ها تابش شدید ناشی از بقایای ستاره مرده را در خود محبوس می‌کنند. گاز درون حلقه توسط نور ستاره مرکزی یونیزه شده و شروع به درخشیدن می‌کند. نور اتم‌های اکسیژن در این تصویر به رنگ آبی، نور اتم‌های هیدروژن به رنگ سبز و نور اتم‌های نیتروژن به رنگ سرخ دیده می‌شود. بازه رنگی در تصویر نهایی اختلاف غلظت این سه گاز را سحابی نشان می‌دهد. چیزی که در این تصویر هابل دیده نمی‌شود، ناحیه بزرگ‌تری از گاز خنثی است که نور مرئی ساطع نمی‌کند، اما توسط رادیوتلسکوپ‌ها قابل مشاهده است. یکی از هیجان‌انگیزترین ویژگی‌های IC 4406 شبکه نامنظم خطوط تاریکی است که مرکز سحابی را خط‌خطی کرده‌اند. این خطوط حدود 160 واحد نجومی (هر واحد نجومی معادل فاصله میان زمین تا خورشید است) پهنا دارند که دقیقا در مرز بین گازهای داغ درخشان تولیدکننده نور مرئی و گاز خنثی قابل مشاهده رادیوتلسکوپ‌ها قرار گرفته‌اند. ما این خطوط را به شکل سایه می‌بینیم، چرا که چگالی گاز و غبار موجود در آنها هزاران برابر بیشتر از بقیه سحابی است. سرنوشت این نقاط متمرکز ماده نامعلوم است. شاید آنها از انفجار سحابی جان سالم به در برند و به ساکنان تاریک فضای میان‌ستاره‌ای تبدیل شوند، و شاید هم به سادگی محو و نابود شوند.

اختفای قمر گالیله‌ای
تلسکوپ فضایی هابل تصویر گانیمد، بزرگ‌ترین قمر منظومه شمسی را درست قبل از پنهان شدن آن در پشت غول گازی مشتری ثبت کرده است. یک دور کامل گردش مداری گانیمد به دور مشتری 7 روز طول می‌کشد. این قمر ساخته شده از سنگ و یخ، بزرگ‌ترین قمر منظومه شمسی و حتی از سیاره عطارد نیز بزرگ‌تر است. اما گانیمد در کنار مشتری که بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی است، تنها شبیه یک گلوله برفی کثیف به نظر می‌رسد. سیاره مشتری آن‌قدر بزرگ است که تنها بخشی از نیمکره جنوبی آن در این تصویر دیده می‌شود. اگرچه در این تصویر مشتری در فاصله حدود 730 میلیون کیلومتری قرار دارد، تصویر هابل چنان شفاف است که اخترشناسان می‌توانند عوارض سطحی گانیمد را به خوبی تشخیص دهند. بارزترین این عارضه‌ها، دهانه برخوردی سفیدرنگ Tros و رگه‌های روشن مواد خارج شده از این دهانه است. تراس و رگه‌های شعاعی آن مساحتی در حدود صحرای آریزونای آمریکا را اشغال کرده‌اند. این تصویر همچنین لکه سرخ بزرگ مشتری را نشان می‌دهد، عارضه چشمی‌شکل بزرگی که یک ناحیه طوفانی به طول 3 برابر زمین است و بیش از 300 سال است که ادامه دارد. زمانی‌که گانیمد به پشت این غول گازی می‌رود، نور خورشید را بازتاب می‌کند. با بررسی این نور بازتابی که از اتمسفر مشتری عبور می‌کند،اطلاعاتی در خصوص اتمسفر مشتری به دست می‌آید که نشانه‌هایی از مشخصات مه بالای سطح مشتری را در اختیار اخترشناسان قرار داده است.

خوشه ستاره‌ای پیر
این چشم‌انداز پرستاره دستاورد دوربین پیشرفته نقشه‌برداری هابل، ای.سی.اس است و بخشی از NGC 6791 را نشان می‌دهد، یک خوشه ستاره‌ای باز و پیر در صورت فلکی شلیاق (چنگ رومی). ستارگان روشن این تصویر 13300 سال نوری از زمین فاصله دارند. در پس‌زمینه گوشه بالا و چپ تصویر، دو کهکشان دیده می‌شوند که در فاصله‌ای دور از کهکشان راه‌شیری قرار دارند.

سحابی پروانه‌ای
سحابی پروانه‌ای یا NGC 6302، یکی از روشن‌ترین و کامل‌ترین سحابی‌های ستاره‌ای شناخته شده است. آن‌چه شبیه بال‌هایی ظریف به نظر می‌رسد، در حقیقت مناطق آشفته‌ای از گازهای داغ با دمای بیش از 20هزار درجه سانتی‌گراد است. این گاز با سرعت بیش از یک میلیون کیلومتر بر ساعت فضا را درمی‌نوردد. در مرکز این آشوب، ستاره مرده‌ای قرار دارد که زمانی 5 برابر خورشید جرم داشت. این ستاره پوشش گازی خود را بیرون ریخته و اکنون در حال ساطع کردن تابش فرابنفشی است که باعث درخشش مواد فوران‌یافته از آن می‌شود. این سحابی در فاصله 3800 سال‌نوری از زمین و در صورت فلکی عقرب قرار دارد. سحابی پروانه‌ای بیش از دو سال نوری پهنا دارد که در حدود نصف فاصله خورشید از نزدیک‌ترین همسایه ستاره‌ای خود، آلفا قنطورس است.

کهکشان مارپیچی
جزئیات ریز و ساختار استثنایی مارپیچی کامل در این تصویر از کهکشان NGC 634 مشاهده می‌شود. این کهکشان مارپیچی در قرن نوزدهم و توسط اخترشناس فرانسوی، ادوارد جین‌ماری استفان کشف شد؛ اما به لطف میراث یک ستاره کوتوله سفید در سال 2008 / 1387، به هدفی مهم برای اخترشناسان تبدیل شد، زمانی‌که ابرنواختری از نوع اول به نام SN2008a در این کهکشان شناسایی شد و اندکی بعد به درخشش خیره‌کننده‌ای به اندازه کل کهکشان میزبان خود رسید. علی‌رغم انرژی زیاد حاصل از انفجار، این ابرنواختر در این تصویر تلسکوپ فضایی هابل که در حدود یک سال و نیم بعد از انفجار گرفته شده، دیده نمی‌شود. به جای آن، تعداد زیادی کهکشان دوردست در پس زمینه این عکس که زمان نوردهی آن معادل 3 ساعت بوده، دیده می‌شوند.

خوشه‌های کهکشانی دوردست
در نگاه اول، غبارهای کم‌رنگ پراکنده موجود در این تصویر تلسکوپ فضایی هابل، شبیه کولاک برف در آسمان شب به نظر می‌رسد. اما تقریبا هر یک از این دانه‌های برف، کهکشانی دوردست در خوشه MACS J0717.5+3745 هستند و هر یک خانه میلیاردها ستاره هستند. این عکس ناحیه‌ای را نشان می‌دهد که در آن سه خوشه کهکشانی در حال ادغام با یکدیگر و آزاد کردن مقادیر عظیم انرژی به شکل پرتو ایکس هستند. این اجسام دوردست در حدود 5.4 میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارند و در طی نقشه‌برداری خوشه‌ای عظیم، پروژه‌ای برای مطالعه خوشه‌های کهکشانی دوردست با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، تصویربرداری شده‌اند. میزان جرم موجود در این دریای کهکشان‌ها بسیار عظیم است و به اندازه کافی بزرگ هست تا باعث دیده شدن خمیدگی ساختار فضا-زمان شود. اعوجاج عجیب و غریب ایجاد شده در شکل بسیاری از کهکشان‌های موجود در این تصویر که به ظاهر کشیده و خم شده به نظر می رسند، نتیجه ایجاد عدسی‌های گرانشی است. میدان‌های گرانشی اطراف اجسام پرجرم باعث می‌شوند که نور در اطراف آنها خم شود. این عکس با استفاده از تصاویر گرفته شده توسط دوربین نقشه‌برداری پیشرفته هابل در فیلترهای زرد و فروسرخ نزدیک خلق شده است.

جریان گاز سبز
در این تصویر، یک حباب سبز غیرعادی و روح‌مانند را می‌بینیم که ظاهرا در نزدیکی یک کهکشان مارپیچی معمولی شناور است. این جسم عجیب و غریب که عنوان Hanny’s Voorwerp (در زبان آلمانی به معنای جسم هانی) به آن اعطا شده، تنها بخش مرئی از یک جریان گازی به طول 300هزار سال نوری است که به دور کهکشان IC 2497 کشیده شده است. ووروِرپ سبز به این دلیل مرئی است که پرتو باریک نور شبیه به نور فانوس دریایی از هسته کهکشان آن را روشن می‌سازد. این پرتو نور از یک اختروش منشاء می‌گیرد؛ جسم پرانرژی و روشنی که منبع انرژی آن سیاه‌چاله‌ای سنگین است. این اختروش ممکن است 200هزار سال قبل خاموش شده باشد. تصویر هابل حبابی از خوشه‌های ستاره‌ای زرد متمایل به نارنجی را در نوک وورورپ هانی نمایان کرده است. خوشه‌های ستاره‌ای در ناحیه‌ای که تنها چند هزار سال نوری پهنا دارد محبوس شده‌اند و جوان‌ترین این ستارگان چندین میلیون سال عمر دارند. وورورپ هم‌اندازه کهکشان راه شیری است و رنگ سبز روشن آن ناشی از تابش اتم‌های اکسیژن است. هابل همچنین نشان داد که گاز جریان یافته از کهکشان IC 2497 ممکن است با فشرده کردن گاز در وورورپ هانی باعث تحریک زایش ستارگان شود. این کهکشان در فاصله 650 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. چیزی که در ظاهر سوراخی در وورورپ است، در واقع ممکن است سایه جسمی در مسیر نور کوازار باشد که تصویر سوراخی به پهنای 20هزار سال نوری را ایجاد کرده باشد. تصویر هابل به جز لبه‌های تیز هیچ تغییری را در گاز اطراف این سوراخ ظاهری نشان نمی‌دهد که منجر به چنین حدسی شده است. این پدیده مانند مگسی است که با نشستن بر روی لنز پروژکتور، باعث سایه انداختن بر روی پرده سینما می‌شود.

سحابی سر اسبی
سحابی سر اسبی که با نام بارنارد 33 نیز شناخته می‌شود، ابری تاریک و سرد از گاز و غبار است که بر روی سحاب روشن IC 434 سایه انداخته است. ناحیه روشن در لبه بالا سمت چپ، ستاره جوانی است که هنوز در یک پرورشگاه گاز و غبار محصور شده است، اما تابش این ستاره داغ باعث فرسایش این پرورشگاه ستاره‌ای می‌شود. ناحیه بالای این سحابی همچنین توسط تابش ستاره‌ای عظیم که خارج از دید هابل قرار دارد منقوش شده است. شباهت حدودی این سحابی به کله اسب بسیار اتفاقی است، شکل غیرمعمولی که برای نخستین بار در یک صفحه عکاسی در اواخر دهه 1800 میلادی کشف شد.

شفق قطبی در زحل
نور رقصان نماینگر شفق قطبی در زحل است. اگر از فضا نگاه شود، شفق قطبی به شکل حلقه‌ای از گاز درخشان به نظر می‌رسد که در اطراف قطبین مغناطیسی یک سیاره چنبره زده است. نمایش شفق قطبی زمانی آغاز می‌شود که ذرات باردار موجود در فضا با میدان مغناطیسی سیاره برخورد می‌کنند. ذرات باردار تا انرژی‌های بالا شتاب می‌گیرند و به سمت بالای اتمسفر جریان می‌یابند. برخورد با گازهای موجود در اتمسفر سیاره جرقه‌هایی از انرژی درخشان را به شکل نورهای مرئی، فرابنفش و فروسرخ به وجود می‌آورد. اخترشناسان تصاویر فرابنفش ناحیه قطب جنوب زحل را با تصاویر نور مرئی این سیاره و حلقه‌های آن ترکیب کرده‌اند تا این تصویر را خلق کنند. آبی بودن شفق قطبی به دلیل درخشش نور فرابنفش است. در واقعیت و برای ناظری که در زحل قرار دارد، شفق قطبی به دلیل حضور هیدروژن برانگیخته در اتمسفر به رنگ قرمز دیده می‌شود.

گل سرخ کیهانی
در جشن بیست و یکمین سالگرد قرارگیری تلسکوپ هابل در فضا، اخترشناسان موسسه علوم تلسکوپ فضایی، چشمان هابل را به یک گروه خوش‌عکس از کهکشان‌های تعاملی Arp 273 نشانه رفتند. این عکس متعلق به کهکشان بزرگ‌تری است که با نام UGC 1810 شناخته می‌شود. صفحه این کهکشان در اثر نیروهای جزرومدی گرانشی کهکشان همدم موسوم به UGC 1813، به شکلی همانند گل سرخ اعوجاج یافته است. ردیف جواهرات آبی در بالای تصویر، ترکیب نور خوشه‌های ستاره‌‌ای بسیار درخشان و ستارگان آبی داغ و جوان است. این ستارگان عظیم در نور فرابنفش با شدت تمام می‌درخشند. در سمت راست بالای تصویر، یک کهکشان مارپیچی کوچک احتمالی را در بازوی مارپیچی UGC 1810 می‌بینید. چگونگی تغییر مشخصات بازوی مارپیچی خارجی در حین عبور از این کهکشان سوم، از حالت مسطح با تعداد زیادی ستاره پیر (به رنگ قرمز) در یک سو به توده‌ای از ستارگان آبی جوان در سوی دیگر، قابل توجه است. کهکشان UGC 1810 در صورت فلکی آندرومدا واقع شده و حدود 300 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد.
53275