قام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) بتكبير الصورة إلى قلب مجرة السيجار، وهي منطقة من الفضاء مشتعلة بنوبة متفجرة من ولادة النجوم.
تتمتع هذه المجرة المتفجرة النجمية، والمعروفة أيضًا باسم Messier 82 (M82)، ببيئة مدمجة ولكنها مضطربة في قلبها، مما قد يمنح العلماء صورة أوضح عن كيفية ولادة النجوم بشكل جماعي، وكيف تشكل البيئات القاسية المجرات المحيطة بها.
تقع M82 على بعد حوالي 12 مليون سنة ضوئية في كوكبة الدب الأكبر، وتقوم بتكوين النجوم بمعدل أسرع بعشر مرات من مجرتنا الهادئة نسبيًا، درب التبانة. قام الفريق بتصوير قلب هذه المجرة المتفجرة النجمية باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) التابعة لـ JWST للتحقيق في الظروف التي تؤدي إلى تكوين النجوم الوليدة.
متعلق ب: يرصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي إشارات إلى وجود أقمار خارجية تتشكل في النظام النجمي الوليد
وقال ألبرتو بولاتو، قائد الفريق والباحث في جامعة ميريلاند، في بيان: “حصلت M82 على مجموعة متنوعة من الملاحظات على مر السنين لأنه يمكن اعتبارها مجرة نموذجية للانفجار النجمي”. “لقد رصد كل من التلسكوبات الفضائية سبيتزر وهابل هذا الهدف.
“مع حجم ودقة تلسكوب جيمس ويب الفضائي، يمكننا أن ننظر إلى هذه المجرة التي تتشكل النجوم ونرى كل هذه التفاصيل الجديدة الجميلة.”
كيف يرى تلسكوب جيمس ويب الفضائي مباشرة من خلال الانفجارات النجمية
يعد تشكل النجوم أمرًا شائعًا في جميع أنحاء الكون، لكنه كان قادرًا على الحفاظ على جو من الغموض لأن الغاز والغبار الذي يشكل المادة الخام اللازمة لتكوين النجوم يحجب العملية أيضًا بشكل فعال.
في حين أن الغاز والغبار فعالان جدًا في امتصاص الضوء المرئي، إلا أن ضوء الأشعة تحت الحمراء قادر على التسلل عبر هذه المادة. وهذا يعني أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي، بفضل رؤيته القوية والحساسة للأشعة تحت الحمراء للكون، هو الأداة المثالية للوصول مباشرة إلى قلب ولادة النجوم.
استفادت صور NIRCam التي جمعها بولاتو وزملاؤه أيضًا من وضع خاص منع النجوم الناشئة الساطعة في قلب M82 من التغلب على الأداة.
تُظهر صورة ضوء الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة JWST M82 محلاقًا داكنة ذات لون بني محمر من الغبار تشق طريقها عبر دخان السيجار الأبيض والنواة المتوهجة لـ M82. تمثل البقع الخضراء الصغيرة في الصورة مناطق الحديد التي بقيت من انفجارات المستعرات الأعظم لنجوم ضخمة ماتت الآن. تُظهر البقع الحمراء المناطق التي يتم فيها تسخين الهيدروجين الجزيئي بواسطة إشعاع النجوم الشابة.
وقالت ريبيكا ليفي، عضو الفريق والعالمة بجامعة أريزونا، في البيان: “هذه الصورة تظهر قوة تلسكوب جيمس ويب الفضائي”. “كل نقطة بيضاء في هذه الصورة هي إما نجم أو عنقود نجمي. يمكننا أن نبدأ في التمييز بين كل هذه المصادر النقطية الصغيرة، والتي تمكننا من الحصول على عدد دقيق لجميع العناقيد النجمية في هذه المجرة.”
رياح المجرة السيجار التدخين
عندما قامت كاميرا NIRCam التابعة لـ JWST بتصوير قلب M82 في ضوء الأشعة تحت الحمراء، اتخذت منطقة تشكل النجوم مظهرًا جديدًا بشكل لافت للنظر. وفجأة، ظهرت تيارات غازية من الرياح المجرية، ممتدة أبعد من قلب الانفجار النجمي الرئيسي للمجرة، وهو ما تم ملاحظته سابقًا، تقريبًا مثل شبكة من الأوعية الدموية الممتدة من قلب بيولوجي بدلاً من قلب المجرة.
يتم تشغيل هذه الرياح المجرية من خلال تكوين النجوم وموت النجوم الأقدم بسبب المستعرات الأعظم. مثل شريان الحياة الذي يتم ضخه عبر الأوعية الدموية في جسم الإنسان، تحرك الرياح المجرية العناصر حولها مما يسهل نمو المجرة من خلال المزيد من تكوين النجوم، وبالتالي تؤثر بقوة على الجسم من حولها.
تمكنت NIRCam من تتبع بنية هذه الرياح المجرية لأنها تنبعث منها جزيئات كيميائية سخامية تعرف باسم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs). ونظرًا لأن الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات عبارة عن حبيبات غبار صغيرة تعيش في المناطق الباردة ولكنها تدمر بسبب درجات الحرارة المرتفعة، فقد كشف هذا عن كيفية تفاعل المكونات الباردة والساخنة داخل الرياح.
لم يكن الفريق يتوقع اكتشاف البنية الدقيقة للرياح المجرية في M82، ولم يتوقعوا أي تشابه في شكل انبعاث PAH وبنية محلاق الغاز الساخنة المتأينة.
وأوضح بولاتو: “كان من غير المتوقع أن نرى انبعاث PAH يشبه الغاز المتأين”. “ليس من المفترض أن تعيش الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات لفترة طويلة عند تعرضها لمثل هذا المجال الإشعاعي القوي، لذلك ربما يتم تجديدها طوال الوقت. وهذا يتحدى نظرياتنا ويظهر لنا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث.”
قصص ذات الصلة:
— تلسكوب جيمس ويب الفضائي يسجل أول تأكيد لكوكب صخري
– تشير الدراسة الرائدة التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي حول قرص تشكيل الكوكب إلى اكتشافات مستقبلية للكواكب الخارجية
– يكشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن الغلاف الجوي لكوكب غريب كما لم يحدث من قبل
ويأمل الفريق أن تساعد عمليات رصد JWST الإضافية لـ M82 والمجرات النجمية الأخرى في الإجابة على بعض الأسئلة العالقة حول ولادة النجوم. وسيقوم العلماء أيضًا بدمج هذه الصور الجديدة مع صور تكميلية واسعة النطاق لمجرة السيجار ورياحها المجرية.
من المفترض أن تساعد الأطياف الضوئية القادمة من هذه المجرة علماء الفلك على تحديد الأعمار الدقيقة للمجموعات النجمية في M82. وهذا بدوره يمكن أن يكشف عن المدة التي تستغرقها كل مرحلة من مراحل تكوين النجوم في البيئات المجرية ذات الانفجار النجمي.
“مع هذه الصور المذهلة لـ JWST وأطيافنا القادمة، يمكننا دراسة كيف يمكن للرياح القوية وجبهات الصدمات الصادرة عن النجوم الشابة والمستعرات الأعظم أن تزيل بالضبط الغاز والغبار الذي تتشكل منه النجوم الجديدة،” عضو الفريق ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA). ) قال العالم تورستن بوكر في البيان. “إن الفهم التفصيلي لدورة” التغذية الراجعة “هذه مهم للنظريات حول كيفية تطور الكون المبكر لأن الانفجارات النجمية المدمجة مثل تلك الموجودة في M82 كانت شائعة جدًا عند الانزياح الأحمر العالي.”
وقد تم قبول بحث الفريق للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية.