تم العثور على بعض أكبر مناطق تكوين النجوم وأكثرها كثافة في أصغر المجرات، ويعتقد العلماء أن السبب في ذلك هو أن النجوم التي تصل إلى نهاية حياتها في ما يسمى بالمجرات القزمة من المرجح أن تتحول إلى ثقوب سوداء بدلاً من أن تنفجر في الفضاء. المستعرات الأعظم. يقول الفريق إن التباين كبير بما فيه الكفاية، مما يجعل المجرات القزمة تعاني من تأخير قدره 10 ملايين سنة في تفجير جميع المواد المكونة للنجوم بعيدًا، وهي عملية تعتمد عادةً على قوى المستعرات الأعظم.
وبعبارة أخرى، فإن المجرات القزمة قادرة على التمسك بمخزونها الثمين من الغاز الجزيئي الذي يشكل النجوم لفترة أطول، مما يسمح لمناطق تشكل النجوم بالنمو في الحجم والكثافة، وإنتاج المزيد من النجوم.
تشمل الأمثلة على مناطق تشكل النجوم الضخمة في المجرات القزمة المحلية 30 دورادوس ( سديم الرتيلاء) في ال سحابة ماجلان الكبرى، وتقع على بعد حوالي 160 ألف سنة ضوئية، وماركاريان 71 في المجرة NGC 2366، وتقع على بعد حوالي 10 ملايين سنة ضوئية. سنة ضوئية بعيد.
يمكن لمناطق تشكل النجوم أن تنتج نجومًا من جميع الكتل؛ أنها تنتج في الغالب نجومًا أصغر حجمًا، ولكنها تنتج عددًا قليلاً من النجوم نجوم ضخمة، أيضاً. عندما تصل هذه النجوم الضخمة إلى نهاية حياتها بعد بضعة ملايين من السنين، تنهار نواتها لتشكل إما أ النجم النيوتروني أو ثقب أسود ذو كتلة نجمية. في السيناريو السابق، ترتد الطبقات الخارجية للنجم عن النجم النيوتروني وتنفجر على شكل انفجار سوبر نوفا. ومع ذلك، في الحالة الأخيرة، يسقط نجم بأكمله تقريبًا في الثقب الأسود الناتج دون أي تذمر.
وقالت ميشيل جيكمين، وهي باحثة جامعية في جامعة ميشيغان والمؤلفة الرئيسية للدراسة: “عندما تتحول النجوم إلى مستعر أعظم، فإنها تلوث بيئتها عن طريق إنتاج وإطلاق المعادن”. إفادة.
متعلق ب: تلسكوب جيمس ويب الفضائي يرى مصنعًا نجميًا كبيرًا بالقرب من الثقب الأسود في درب التبانة (صورة)
عندما بدأ الكون، الانفجار العظيم أنتجت فقط عنصري الهيدروجين والهيليوم (مع كمية صغيرة من الليثيوم). أما العناصر الأخرى فقد جاءت فيما بعد، إما في أحشاء النجوم أو في أتون انفجاراتها. يطلق علماء الفلك على كل تلك العناصر اللاحقة اسم “المعادن”. وتنتشر هذه المعادن الآن عبر وسط بين النجوم، ليجدوا طريقهم إلى مناطق جديدة لتشكل النجوم ويتم دمجهم في الجيل القادم من النجوم. على الرغم من أن التفاصيل ليست واضحة بعد، إلا أن وجود معادن محددة داخل النجم يمكن أن يغير بمهارة كيفية تطور هذا النجم. على سبيل المثال، يعتقد العلماء أن النجوم ذات المعادن العالية من المرجح أن تنتج نجمًا نيوترونيًا ومستعرًا أعظم قويًا.
والأهم من ذلك، أن الانفجارات الناتجة عن انفجارات المستعرات الأعظم المتعددة تخلق “رياحًا” يمكنها نفخ أي غاز جزيئي متبقي، وهو الغاز الخصب لتكوين النجوم.
مجرات أكثر ضخامة وأكثر تطورًا، مثل مجرتنا درب التبانة، أنتجت وفرة أعلى من المعادن على مدى الدهور التي مرت خلالها بأجيال لا حصر لها من النجوم. ومع ذلك، أظهرت المجرات القزمة الأصغر حجمًا تاريخيًا تكوينًا نجميًا أقل، وبالتالي تحتوي على تركيبات أكثر بدائية مع عدد أقل من المعادن. ولكن بمجرد أن تبدأ منطقة تشكل النجوم في مجرة قزمة، يبدو أن المعادن المنخفضة لنجومها تعني أنها أكثر عرضة لإنتاج ثقوب سوداء بدلاً من انفجارات سوبر نوفا قوية. لذلك، من المحتمل أن يستغرق الأمر وقتًا أطول حتى تصبح المنطقة غنية بالمعادن وتبدأ في إنتاج النجوم التي تتحول إلى مستعرات أعظم مع رياح قوية تقذف كل الغاز.
قال جيكمن: “نحن نرى أنه عند انخفاض المعادن، يكون هناك تأخير لمدة 10 ملايين سنة في بداية الرياح القوية القوية، مما يؤدي بدوره إلى ارتفاع نسبة تكوين النجوم”.
وقالت سالي أوي، المشرفة على المركبة ومؤلفة الدراسة المشاركة في الدراسة، عالمة الفلك في ميشيغان سالي أوي، في البيان: “إن اكتشاف ميشيل يقدم تفسيرًا لطيفًا للغاية”. “تواجه هذه المجرات صعوبة في إيقاف تشكل النجوم لأنها لم تطرد غازها.”
قاد أوي الملاحظات باستخدام تلسكوب هابل الفضائي الذي وجد أدلة داعمة لنموذج جيكمين. في تقرير عنهم في عدد 21 نوفمبر من مجلة The Astrophysical Journal Letters، استهدف فريق أوي ماركاريان 71. وعلى وجه التحديد، كان أوي يبحث عن الكربون المتأين ثلاثيًا. تتأين الذرات عندما تصطدم بفوتونات عالية الطاقة يمكنها طرد الإلكترون، مما يترك الذرات بشحنة موجبة صافية. التأين الثلاثي يعني أن الذرة فقدت ثلاثة إلكترونات.
وجدت عمليات رصد هابل وفرة من الكربون المتأين ثلاثيًا بالقرب من مركز ماركاريان 71. يتشكل هذا الكربون ثلاثي التأين عندما يبرد الغاز وتتفاعل التدفقات الإشعاعية الخارجة التي تزيل الطاقة من الغاز مع الغاز الأكثر دفئًا. لكن تدفقات التبريد هذه لا ينبغي أن تكون موجودة إذا كانت هناك رياح شديدة الحرارة تهب، كما هو الحال مع الرياح الناتجة عن المستعرات الأعظم المتعددة، ويبدو أن هذه الرياح غائبة في ماركاريان 71.
قصص ذات الصلة:
– “مصنع النجوم” في قلب درب التبانة يظهر لأول مرة
— يقول علماء الفلك إنه يجب إعادة تسمية سحب ماجلان
– سديم داكن يهيمن على المنظر الجديد الرائع لكوكبة أوريون (صورة)
توفر النتائج أيضًا نظرة ثاقبة لظروف تشكل النجوم في المجرات الأولى للكون المبكر، وهي العوالم التي كانت موجودة بعد بضع مئات الملايين من السنين من الانفجار الكبير. كانت المجرات خلال هذه الفترة، والتي يشار إليها باسم “الفجر الكوني”، صغيرة أيضًا، ولكن مع تكوين نجمي مكثف ومعدنية منخفضة. عند ملاحظتها، غالبًا ما تظهر دليلاً على وجود سحب غازية تتجمع معًا وضوء فوق بنفسجي يسطع من خلال الفجوات بين الكتل. ويصف علماء الفلك هذا بأنه نموذج “السياج الاعتصامي”، مثل الضوء الصادر من غروب الشمس الذي يسطع من خلال الفجوات في سياج الحديقة.
إن التأخير لمدة 10 ملايين سنة في ظهور رياح المستعرات الأعظم من شأنه أن يفسر سبب توفر الوقت للغاز الموجود في المجرات المبكرة لتشكيل مثل هذه الكتل الكبيرة. قال جيكمن: “إن النظر إلى المجرات القزمة ذات المعادن المنخفضة والتي تحتوي على الكثير من الأشعة فوق البنفسجية يشبه إلى حد ما النظر إلى الفجر الكوني”.
من الجيد أن نأخذ في الاعتبار أنه لمعرفة أشياء عن المجرات الأولى، فإننا لا نحتاج دائمًا إلى تلسكوب فضائي بقيمة 10 مليارات دولار، ولكن يمكننا بدلاً من ذلك مجرد إلقاء نظرة على بعض جيراننا الصغار.
وكانت ورقة تصف هذه النتائج نشرت في 21 نوفمبر في مجلة الفيزياء الفلكية