زمانی که جهان کمتر از یک میکروثانیه عمر داشت!دانشمندان تولد جهان را شبیه سازی کردند.

ترجمه رامین فخاری
منبع : dailygalaxy.com
زمانی که جهان کمتر از میکرو ثانیه داشت دمایی بیشتر از یک تیریلیون درجه داشت.جهان از یک پلاسمای کوارکی و گلوئونها به فاز کوارک تبدیل شد که همچنین بعناون پروتون ها و نترون ها شناخته می شوند.قطعات بنیادی جهان از ماده معمولی تشکیل دهنده بیشتر جهان قابل مشاهده ساخته شده است.
با استفاده از محاسبات اصلی مطرح شده از هفت سال قبل تا به حال توسط یک کامپیوتر پتافلاپس پردازش شده است.محققان لارنس لیورمور شرایط شبیه به تولد کائنات را تخمین زدند.تئوری کرومودینامیک کوانتومی بر واکنش های بین نیروی قوی هسته ای حکمرانی می کند و پیش بینی می کند که باید در چنین شرایطی اتفاق بیفتد.
بر اساس یک مقاله که در 18 آگوست منتشر شده است دانشمندان این دانشگاه خواص فاز گذار QCD را با استفاده از LLNL's آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور یک ماشن پتافلاپسی محاسبه می کنند.این کار با همکاری آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، موسسه تئوری هسته ای، دانشگاه کلمبیا، مرکزی چین طبیعی دانشگاه، آزمایشگاه ملی بروکهاون و دانشگاه بیلفلد در آلمان صورت گرفته است.
اولین باری که این محاسبه در مسیر نگه داری شده تقارن بنیادی QCD ها پردازش شده است.در که در هر کوارک دست و چپی و راستی می تواند در انجام معادلات بدون تغیر مورد استفاده قرار گیرداین تقارن مهم به راحتی قابل شرح است ولی از لحاظ محاسباتی برای پیاده سازی بسیار چالش برنگیز است.
اما با اختراع کامپیوتر های پتافلاپسی دانشمندان قادر به محاسبه خواص و با یک تئوری مورد نظر است که سالها قبل زمانی که کامپیوتر های با مقیاس پتافلاپس اختراع نشده بودند باشیم.
این تحقیق دارای پیامد هایی برای درک ما از تحول کیهانی در طول اولین میکروثانیه بعد از انفجار بزرگ زمانی که جهان گسترش یافت و به زیر ده تریلیون درجه کاهش دما یافت.
تحت این کاهش درجه گلوئونها و کوارک ها محدود شدند و تنها در محدوده هاردونی مانند شبیه نترون و پروتون ها وجود داشتند.بالاتر از این دما سبب می شد که کوارکها و گلوئونها بجای تشکیل از پلاسما که بطور بسیار قوی در اطراف فاز گذار جفت شدند و با افزاش دما ضعیف تر و ضعیف تر جفت می شدند.
در نتیجه یک اعتبار سنجی مهم از درک ما از قوی ترین واکنش در بالاترین دماها فراهم می شود.و در تفسیر خودمان از اطلاعات جمعاوری شده از نسبت های یونی سنگین یونی برخورد دهنده های هاردرونی به ما کمک می کند.
این تیم از دانشمندان مقاله ای نوشتند که اگر کامپیوتر قوی وجود داشته باشد می توان فاز انتقال QCD را محاسبه کرد که این مقاله در علوم و مهندسی سال 2007 منتشر شده بود با اختراع کامپیوتر های پتا فالسی تا چند ماه برای تکمیل ان زمان نیازمند است اما به تخمین های سال 2007 بسیار نزدیک تر است.

فضای بین ستاره ای یک آزمایشگاه کوانتمی عجیب و غریب است و واکنش هایی در آنجا اتفاق می افتد که نباید وجود داشته باشد.

منبع : DailyGalaxy.com
ترجمه رامین فخاری
آنجا واکنش های شیمیایی بین ستاره ای در فضای بین ستاره ای اتفاق می افتد که دانشمندان آن را نسنجیده بودند.در سال 2012 ستاره شناسان مولکول های متوکسی شامل کربن اکسیژن و هیدروژن را در ابر مولکولی پرسئوس در حدود 600 سال نوری از زمین کشف کردند ولی دانشمندان قادر به ساختن این مولکول در آزمایشگاه با اجازه واکنش دهنده های متراکم در دانه های گرد و غبار نبودند و نحوه تشکیل آنها بصورت راز مانده بود.

پاسخ های یافت شده در کوانتم عجیب و غریب بود آنها می توانند مولکول هایی در فضا ایجاد کنند که در شیمی کلاسیک وجود ندارد.بطور خلاصه فضای بین ستاره ای یک آزمایشگاه شیمی کوانتمی است.که میزبانی برای ایجاد مولکول های ارگانیک کشف شده در فضا است.
بخاطر دمای کم با بادهای مولکولی بین ستاره ای واکنش ها واکنش ها می توانند بعنوان مهمترین مانعی که سرعت بسیاری از واکنش های شیمیایی را کم می کنند فعال شوند.دمای کم می تواند انرژی مورد نیاز مولکول های شناور را برای شکستن پیونشان کمتر کند.اما تعدادی از واکنش ها می تواند در چسبندگی مولکلی مختلفی در سطح گرد و غبار کیهانی اتفاق بیفتند.این زمان کافی برای بدست آوردن انرژی مورد نیاز واکنش ها را می دهد.یک قانون استانداد می گوید که زمانی که شما در درجه حرارت پایین هستید سرعت واکنش ها باید کمتر باشد.
اما متوکسی می تواند با ترکیب هیدرون کسیل های رادیکال و گاز متانل ایجاد شود.هر دو در فضا فرآیندی را بنام تونل کوانتمی ایجاد می کنند که می تواند انرژی هیدروکسیل را بجای مسدود کردن آن از طریق گذر از آن فراهم کند.تیم دانشگاهی شرحی را برای در سد انسداد یافتند.میزان ضریب واکنش بین هیدروکسیل رادیکال(OH) و متان یکی از محتمل ترین مولولک های ارگانیک در فضا است که از دو واحد از 63 K  بزرگتر است و قبلا در ~200 K دماهای پایین فضا اندازه گیری می شد.مولکول ها با کم کردن سرعت احتمال تونل زنی را افزایش می دهند.در دماهای معمولی هر یک از آنها با هم برخورد می کنند اما در دماهای پایین به اندازه کافی به همدیگر می چسبند.
همچنین تیم شکل گیری رادیکل های مولکول متوکسی را که از هیدروژن به هم متصل چسبیده که به حد کافی در تونل مکانیکی کوانتمی مانده بود مشاهده کردند.آنها محاسبه کردند که این تول زنی مکانیکی برای اکسیداسیون مولکول های ارگانیک با OH در دمای کم محیط بین ستاره ای رایج است.این واکنش ها پنجاه برابر سریع تر از طریق تونل کوانتمی نسبت به دمای عادی اتاق به وسیله فاوق آمدن بر مانع راه را می دهد.فضای خالی سرد تر از 63 درجه کلیون است اما ابر های گرد و غبار در نزدیکی ستاره ها می توانند در این دما غنی بشوند.
دانشمندان مشاهده کردند نوعی از واکنش های شیمی ارگانیک که فرض نمی کردند رخ نمی دهد آنجا اتفاق افتاده است.تصویر ابر مولکولی تحت طول موج های مایکروویو را که به وسیله تلسکوپ سفینه پلانگ گرفته شده و حرکت الکترون ها از طیق منظومه شمسی را نشاند می دهد و گرد و غبار با نور ستاره گیری شکل گیری ستاره ها داغ می شود.این اجزا بین ستاره ای متوسط از طریق چندین لنز مختلف مطالعه شده اند.الکترون هایی که بعناون انتشار بنیادی در موج های رادیویی شناخته می شوند در حالی که ذرات گرد و غبار بنیادی در مادون قرمز شناخته می شوند.
در 1990 ساطع شدن هایی مشاهده شد که قبلا شرح داده نشده بود و بعنوان تابلو های انتشار ماکرویو شناخته شده.چندین نظریه در باره منشا انتشار مطرح شد و حالا طول موج پوشش داده شده توسط ابزار فرکانس پایی پلانگ یک مشاهده ایده آل برای توصیف آن است.
یکی از مشکلات پلانک ترکیب دو ابزار برای پوشش طول موج بسیار گسترده تر بوده است که به جداسازی ساطع شدن های بی شباهت برای فهم بهتر اجزا کمک می کرد اجازه می داد.
دانشمندان مطمئن هستند که گازهای خارج شده از میاس نانو توسط ذرات گرد و غبار احاطه شده که چرخشی معادل ده هزار میلیون بار در ثانیه را دارند.این دانه ها از ده تا 50 اتم تشکیل شده اند و با برخورد اتم ها به فوتون ها می چرخند و اشعه ای در فرکانس های بین 10 تا 60 گیگاهرتز را منتشر می کنند.
این منطقه که در صورت فلکس برساوش نشان داده شده است یکی از دو منطقه ای است که در کهکشان با ما جزئیاتش مورد مطالعه قرار گرفته و مدیون حساسیت بالای پلانگ برای پوشش بی سابقه طیفی است که امکان تشخیص انتشار غیر عادی برخواسته از دو شی را در جزئیات بسیار بزرگ مشخص کرده که جایگزین بسیاری از نظریه های قدمی است و حدقلا سهم قابل توجهی را در AME مقیاس ذرات نانو در حال چرخش را دارا می باشد.
تصویر بالا ابر گازی گرد و غبار و گاز شناور در مرز جنوبی صورت فلکی براوش را نشان می دهد.مجموعه مواد قابل مشاهده در آسمان با ستاره های مایل به آبی در سمت چپ صورت فلکی هستند اما بصورت قابل ملاحضه ای به رنگ قرمز نمایش داده شده است.NGC 1499 بعنوان سحابی کالیفورنیا نیز شناخته شده است و مشخصه آن تب و تب هیدوژن اتمی توسط ماورا بنفش از ستاره های روشن آبی مستقیم پرسئوس است.
دورتر یک خوشه ستاره ای جوان بنام  IC 348  و سهابی شبح مانند همسایه اش را در مرکز تصویر نشان می دهد که با گاز و گرد و غباری که بر ملوکولی را احاطه کرده ارتباط مستقیم دارد.یکی دیگر از نواحی فعال شکل گیری ستاره ها  NGC 1333 است که در نزدیکی ابر گرد و غبار کمرمگ نهفته شده است و در سراسر صحنه در چند صد سال نوری بالا صفحه کیهانی نور کهکشان راه شیری را منعکس می کند. 

آهنگ سیاه چاله ها دانشمندان یک الگوی ریتمی از تپش نور را کشف کردند.

منبع : DailyGalaxy.com
ترجمه رامین فخاری

سیاهچاله های بسیار زیادی در جهان ما وجود دارند که محاسبه همه آنها غیر ممکن است.شاید صد میلیون از این اشیا جذاب کیهانی در کهکشان ما قرار دارند.تقریبا بیشتر سیاهچاله ها بر دو نوع هستند بزرگ و عظیم، ستاره شناسان می دانند که سیاهچاله ها بطور متوسط جرمی بین ده تا صد برابر خورشید را دارند که باقیمانده ستاره های در حال مرگ هستند و سیاهچاله های مافوق بزرگ نیز میلیون ها برابر جرم خورشید را دارند.که در مرکز کهکشان ها قرار دارند.
تصویر از کهکشان میسه 82 ترکیبی از داده های مشاهدات تلسکوپ اشعه ایکس چاندرا، تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ اسپیتزر است.جرم متوسط سیاهچاله M82 X-1 در قسمت روشن ضمیمه است که در نزدیکی دو ساعتی مرکز کهکشان است.

با گذر پراکنده از کهکشان بعضی از سیاهچاله ها مانند مرغزار در وسط کویر بیشتر اسرار آمیز می شوند.در محدوده صد تا چند صد هزار برابری جرم خورشید اندازه گیری آن ها بسیار سخت است و حتی وجود آن ها مورد مناقشه است.اندازه ای در باره چگونگی شکل گیری آنها می دانیم و تعدادی از ستاره شناسان سوالاتی دارند حتی اگر رفتار آنها مانند بقیه سیاهچاله ها باشد.
اکنون تیمی از ستاره شناسان موفق شده است که آنها را اندازه گیری کند و بنابراین وجود سیاهچاله ای برتبر بت چهارصد برابر جرم خورشید در کهکشانی در فاصله 12 میلیون سال نوری زمین را تایید کند.این یافته ها توسط ستاره شناسان دانشگاه مریلند انجام شده است.این اندازه گیری از سیاهچاله های متوسط اولین اندازه گیری نیست اما یکی از اولین اندازه گیری های بسیار دقیق است که یک مثال قانع کننده از این سیاهچاله هاست.
از سال 1970 ستاره شناسان چندصد جسم را مشاهده می کردند که فکر می کردند سیاهچاله های با جرم متوسط باشد ولی آنها نمی توانستند جرم آنها را اندازه گیری کنند بنا به دلایلی فهمیدن این موصضوع که این اشیا چگونه در برابر تکنیک های اندازه گیری استاندارد مقاومت کردند بسیار سخت است.
دانشمندان بروی میسه 82 تمرکز کردند که در صورت فلکی خرس بزرگ قرار دارد.میسه 82 در نزدیکی یک کهکشان با ستاره های انفجاری است جایی که ستاره های جوان در حال شکل گیری هستند.در ابتدا در سال 1999 مشاهدات یک تلسکوپ ناسا(اشعه ایکس چاندرا) از یک شی روشن بی روح در M82 X-1 تشخیص داد.ستاره شناسان نزدیک به یک دهه فکر می کردند که این یک سیاهچاله متوسط است اما محاسبات به حد کافی برای تایید این موضوع کافی نبودند.در بین 2004 تا 201 ماهواره روسی اشعه ایکس ناسا M82 X-1 را هشتصد برابر مشاهده کرد.و اشعه ایکس منحصر بفردی را که از این شی ساطع می شد ضبط کرد.
دانشمندان طول موج اشعه ایکس را نقشه برداری کردند و هر مرحله را با توالی آن تجزیه و تحلیل کردند.
در میان موادی که مشگوک به احاطه سیاهچاله بودند.دو عدد تکراری عود نور را نشان می دادند و یک الگوی ریتمیک پالس نور 5.1 بار در هر ثانیه و بعدا 3.3 بار در هر ثانیه با یا با نسبت 2.3 رخ می داد.
این دو نوسان مانند دو ذره گرد و غبار از شی نخ ریسی هستند که بروی یک صفحه گردان قرار دارند اگر نوسانات ضربان موسیقی بودند یک ریتم خاص یا یک تن از آلبوم سفید بیتلز را تولید می کردند.
در موسیقی 3:2  یک ضربان است.دانشمندان از ضربان 3:2  نور می توانند برای اندازه گیری جرم سیاهچاله ها استفاده کنند.این تکنیک بروی سیاهچاله های کوچک امتحان شده بود اما پیش از این هرگز برای سیاهچاله های بزرگ مورد امتحان قرار نگرفته بود.
دانشمندان از نوسان استفاده کردند تا تخمین بزنند که  M82 X-1 428 برابر جرم خورشید را دارد و یا جای 105 خورشید را می گیرد.هدف آنها توضیح دادن نحوه شکل گیری سیاهچاله نبود.دانشمندان در ابتدا نیاز دارند که برای تایید ابتدا وجود آنها را مشاهده کنند.
در حالی که تلسکوپ رسی عملیات زیادی نداشته ناسا قصد راه اندازی یک تلسکوپ اشعه ایکس ستاره های نترونی را در دوسال دارد.همچنین یکی از دانشمندان این گروه شش سیاهچاله با جرم احتمالا متوسط را شناسایی کرده است.

کارخانه های عظیم شکل گیری ستاره ها در منظومه شمسی

ترجمه رامین فخاری
منبع : dailygalaxy.com

NGC 3603 روشن ترین خوشه ستاره ای شکل گرفته است که بیشترین ارتباط را با ستاره های پرجرم را دارد که در کهکشان ما کشف شده است.برای یک قرن در یک مجموعه ستاره ستاره ولف رایه بنام HD 97950 مخفی شده بود ستاره های ستاره ولف رایه در فاز تکامل ستاره ای توسعه یافته اند و از جرم بیست برابر خورشید شروع شده اند.با وجود این جرکم قابل توجه این ستاره ها مقدار زیادی ماده را به وسیله بادهای بین ستاره ی بیرون می ریزند که ماده سطح ستاره ها را در فضا سرعت چندین میلیون کیلومتر در هر ساعت بیرون می ریزد که در درجه کیهانی معادل سقوط یک رژیم غذایی است.
NGC 3603 یک ناحیه بسیار فعال شکل گیری ستاره است که ستاره ها در مناطق تاریک و پر از گرد و غبار متولد می شوند که بطور گسترده غیر قابل مشاهده است.اما زمانی که ستاره های خیلی جوان رفته رفته شروع به درخشیدن می کنند و اطرافشان پاک است.پیله های ماده آنها قابل مشاهده است و ابرهای درخشان از مواد را بنام مناطق هیدورژن II در اطراف آنها ایجاد می کند.
مناطق هیدورژن II درخشان هستند زیرا تعامل اشعه ماورا بنفش بیرون داده شده از ستاره های داغ با هیدروژن ابرهای گازی وجود دارد.این نواحی با مقیاس قطر چند صد سال نوری قابل انداز گیری هستند و یکی از آنها در قسمت پایین سمت چپ NGC 3603 نشان داده شده است که با بزرگترین آن در کهکشان ما دارای تمایز است.
خوشه ستاره ای ابتدا در 14 مارس 1834 توسط ویلیام هرشل در طول سفر سه ساله خود به نزدیکی کیپ تاون برای مشاهده آسمان جنوبی کشف شد.او آن را بعنوان یک جسم قابل توجه توصیف کرد و فکر می کرد آن باید یک خوشه ستاره ای کروی باشد.مطالعات آینده نشان داد که آن یک خوشه ستاره ای کروی پیر نیست بلکه یک خوشه جوان باز و یکی از غنی ترین آنهاست.

NGC 3576 در سمت راست تصویر در بازوی کمان کارینا بازوی مارپیچی راه شیری مخفی شده است ولی تنها 9000 سال نوری فاصله دارد بسیار نزدیک تر از NGC 3603 اما در کنار آن در آسمان ظاهر شده است.
NGC 3576 برای دو جسم خمیده شبیه شاخ قوچ قابل توجه است.این رشته های عحیب و غریب نتیجه بادهای ستاره از ستاره های خیلی جوان در مناطق مرکزی سحابی هستند که گرد و غبار آنها در فاصله چند صد سال نوری دمیده می شود.دو منطقه تاریک تیره بنام بوک کروی در ناحیه عظیمی از سحابی قابل مشاهده است.این ابرهای سیاه در بالای سحابی امکان بالقوه ای برای شکل گیری نواحی ستاره سازی آینده است.
NGC 3576 نیز در 1384 توسط جان هرشل کشف شد و جایزه تولیدی و بصری آن سال بریتانیا را بعنوان ستاره شناس بریتانیایی گرفت.

--------------

ستارگان ولف-رایه (به انگلیسی: Wolf-Rayet stars) ستارگانی بسیار پرجرم یعنی با جرم بالای ۲۰ جرم خورشید هستند. آنان همچنین بسیار روشن وداغند و از این رو توجّه اخترشناسان را جلب کرده‌اند و به دلیل روشنایی زیاد خود یکی از گونه های فراغول‌ها هستند. طیفاین ستارگان نیز غیر عادّی است و این خود یکی از عواملی است که آنان را از دیگر ستارگان آسمان جدا می‌سازد.[ادامه در ویکی پدیا دانشنامه آزاد]

مناطق H II مناطق H2 ابر هایی بزرگ با چگالی کم و گاز های یونیزه هستند که ستارگان در آن ها شکل می گیرند. ستاره آبی کوتاه مدت(short-lived blue star)در این مناطق مقدار فراوانی نور ماورای بنفش ساطع می کند که گاز اطراف آن را یونیزه می کند. این مناطق – که اغلب حدود چند صد سال نوری با ما فاصله دارند- همراه با ابر های مولکولی غول پیکر هستند. اولین کسی که پی به وجود این مناطق برد نیکولاس کلاود بود ؛ کسی که در سال 1610 سحابی جبار را کشف کرد. نام مناطق اچ – دو بر گرفته از مقدار بسیار زیاد اتم های یونیزه ی هیدروژنی است که دارند.)مناطق اچ – یک دارای اتم های خنثی هیدروژن هستند و مناطق اچ – دو دارای مولکول های هیدروژن هستند.) اشکال این مناطق بسیار متنوع هستند چرا که گاز ها و ستاره ها به طور غیر یکنواخت در این مناطق توزیع پیدا کرده اند. آن ها اغلب دارای اشکال رشته ای هستند و اشکال عجیب و غریبی دارند مانند سحابی سر اسب. این مناطق گاهی در طول چندین میلیون سال ، هزاران ستاره تولید می کنند. در پایان انفجار سوپر نوا و ایجاد باد قوی ستاره ای از سوی ستارگان پر چگال باعث می شود که خوشه ستاره ای گاز های این مناطق را پراکنده کند و در پشت این خوشه ها ستاره هایی تشکیل می شوند مانند خوشه پروین. مناطق اچ دو می توانند در فاصله های قابل توجهی در جهان دیده شوند و مطالعه در باره آن ها برای شناخت فواصل و خواص شیمیایی دیگر کهکشان ها بسیار با اهمیت است.کهکشان های مارپیچی و نا منظم شامل بسیاری از مناطق اچ دو هستند در صورتی که کهکشان های بیضوی تقریباً عاری از آن اند. در کهکشان های مار پیچی از جمله کهکشان راه شیری مناطق اچ دو در بازو های مارپیچی متمرکز شده اند در حالی که در کهکشان های نامنظم آن ها به صورت آشفته توزیع پیدا کرده اند. برخی از کهکشان هایی که دارای مناطق حجیم اچ دو هستند ، در حدود دهها هزار ستاره را در خود گنجانده اند ؛ مانند منطقه دورادوس در ابر ماژلانی بزرگ و ان.جی.سی 604 در کهکشان مثلث.