يستكشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي العنقود النجمي العملاق ويستيرلوند 1 (صورة)

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، قام علماء الفلك برحلة عميقة إلى مجموعة نجمية شابة ضخمة ومثيرة للاهتمام للغاية في درب التبانة. يطلق عليه Westerlund 1. يقع Westerlund 1 على بعد حوالي 12000 سنة ضوئية من الأرض، وهو أيضًا أقرب عنقود نجمي فائق الكتلة إلينا.

العناقيد النجمية فائقة الكتلة مثل Westerlund 1 هي مجموعات من النجوم تحتوي على كتل تعادل عشرات الآلاف من الشموس. في هذه العناقيد العملاقة، تكون العمليات التي تدعم بيئات تكوين النجوم وتعزز ولادة النجوم والكواكب فعالة للغاية.

يبلغ عرض Westerlund 1 أكثر من 6.6 سنة ضوئية، وتعادل كتلته حوالي 63000 شمس. يستضيف Westerlund 1 أكبر عدد من النجوم الضخمة وأكثرها ضغطًا في مجرة ​​درب التبانة، مع مئات من النجوم الضخمة جدًا الموجودة في منطقة صغيرة نسبيًا، ويعد هدفًا محيرًا لعلماء الفلك الذين يهدفون إلى فهم أفضل لمجموعة من الظواهر النجمية وتطور الكواكب. أنظمة.

تم تسليم الصورة الجديدة والنتائج المرتبطة بها فيما يتعلق بـ Westerlund 1 بواسطة مسح المجموعات المفتوحة Extended Westerlund 1 و 2 (EWOCS).

“لقد دفعنا حد اكتشافنا إلى الأقزام البنية في العنقود، وهي أصغر النجوم التي يمكن أن تتشكل!” صرح قائد فريق EWOCS ماريو جوزيبي من مرصد باليرمو الفلكي في إيطاليا لموقع Space.com. “وبالتالي، سنكون قادرين على تحديد المحتوى الحقيقي للعنقود وقياس خصائصه، مثل التوزيع الشامل لنجومه.”

يقدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) أيضًا ملاحظات تفصيلية وعميقة تم التقاطها بأطوال موجية للأشعة تحت الحمراء والتي يمكن استخدامها لتسليط الضوء على النجوم الشابة التي لا تزال محاطة بأقراص الكواكب الأولية التي تولد الكواكب.

وتابع جوزيبي: “ربما تكون هذه الكواكب تشكل كواكب في الوقت الحالي”. “كل هذا سيسمح لنا، لأول مرة، بتحديد تأثير بيئة الانفجار النجمي على منتجات تكوين النجوم وعملية تكوين الكواكب.”

تعتبر Westerlund 1 أرض العجائب بالنسبة لعلماء الفلك

لا تعمل EWOCS مع عمليات الرصد الصادرة عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي فحسب، بل تعمل أيضًا مع بيانات من تلسكوب هابل الفضائي، ومصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/تحت المليمترية (ALMA)، وتلسكوب تشاندرا الفضائي للأشعة السينية التابع لناسا، والمزيد، لدراسة ويستيرلوند 1 بالإضافة إلى مرصد ويستيرلوند 1. العنقود الفائق الأصغر قليلاً Westerlund 2.

وقال جوزيبي: “يستضيف Westerlund 1 أكبر عدد من النجوم الضخمة التي نعرفها في المجرة وأكثرها ضغطًا، مع وجود مئات من النجوم الضخمة جدًا معبأة في منطقة صغيرة جدًا، وكلها تقريبًا موجودة في أنظمة ثنائية قريبة”. “في مثل هذه الحالات، يهيمن الإشعاع النشط على بيئة تكوين النجوم [UV and X-rays] وجسيمات عالية السرعة وعالية الطاقة، والتي تنظم عملية تكوين النجوم والكواكب.”

يمكن لمجموعة من الظروف المختلفة في المجرات تحديد معدل تشكل النجوم. على سبيل المثال، يمكن أن تنشأ فترات ولادة النجوم المكثفة، والمعروفة باسم “فترات الانفجار النجمي”، عندما تصطدم المجرات لتسبب تدفق الغاز والغبار، وهما اللبنات الأساسية للنجوم الجديدة.

وقال جوزيبي: “في هذه الحالات، تأخذ البيئة النموذجية لتشكل النجوم شكل مناطق تشكل النجوم الضخمة للغاية وفائقة الكتلة”.

كانت مثل هذه الحالات أكثر شيوعًا في الكون المبكر والمضطرب عندما كان من المرجح حدوث الاصطدامات المجرية. لقد تم إخماد معدلات التكوين في مجرة ​​درب التبانة لأنها مجرة ​​”حديثة”، مما يعني أن مناطق الانفجار النجمي قليلة ومتباعدة.

وتابع جوزيبي: “تستضيف درب التبانة اليوم عددًا قليلاً من العناقيد فائقة الكتلة، مع أقل من عشرة معروفة منها”. “هذه المناطق القليلة مهمة للغاية لأنها تسمح لنا بدراسة ظروف تكوين النجوم والكواكب التي تعتبر نموذجية لمجرات الانفجار النجمي في الكون المبكر، كما أنها تسمح لنا بتوسيع معرفتنا بتكوين النجوم والكواكب إلى بيئات تكوين النجوم الأكثر تطرفًا وحيوية.” نحن نعرف.”

وهذا ما يجعل دراسة منطقة Westerlund 1، إحدى هذه المناطق، في غاية الأهمية.

غالبًا ما تكون العناقيد العملاقة محجوبة بسحب الغاز والغبار بين النجوم في درب التبانة وعادةً ما تكون مدفونة في حقول نجمية كثيفة. وهذا يعني أن دراسة هذه المواقع ذات التكوين النجمي المكثف، خاصة عند دراسة النجوم ذات الكتلة المنخفضة في المنطقة، تتطلب تلسكوبًا قويًا بمساحة كبيرة لجمع الضوء يمكنه التقاطها. ضوء الأشعة تحت الحمراء، والتي، كما تم التطرق إليها بإيجاز، قادرة على الانزلاق عبر السحب الكثيفة للمادة بين النجوم. الضوء المرئي لا يستطيع أن يفعل ذلك.

ولهذا السبب تحول فريق EWOCS إلى تلسكوب جيمس ويب الفضائي وأدواته الرئيسية، وهي أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) وكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam). على الرغم من أن Westerlund 1 تمت دراسته بواسطة العديد من التلسكوبات الأخرى، بما في ذلك تلسكوب هابل، إلا أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي لا يزال يزود جوزيبي وزملائه ببعض النتائج غير المتوقعة.

“وصلت المفاجآت الرئيسية من صور MIRI، التي كشفت عن غموض كثيف ومنظم [gas and dust] قال الباحث: “مثل هذا السديم لا يمكن أن يكون من بقايا السحابة الأم التي تشكلت منها الكتلة منذ حوالي 5 ملايين سنة.”

وذلك لأن العناقيد الشابة التي تحتوي على عدد معتدل من النجوم الضخمة تخلق تجاويف كبيرة في سحبها على مدار أقل من مليون سنة.

وقال جوزيبي: “يستضيف Westerlund 1 أكبر تجمع نجمي معروف في مجموعة مجرية، ويبلغ عمره 5 ملايين سنة على الأقل، لذلك كان ينبغي عليه تنظيف جميع سحبه”. “في صور MIRI، نعتقد أننا نشهد تراكم المواد داخل العناقيد من الغاز والغبار الذي تقذفه النجوم الأكثر ضخامة في العناقيد خلال المراحل النهائية من التطور، والتفاعل بين الرياح التي تنتجها أنواع مختلفة من النجوم الضخمة “.

وأضاف جوزيبي أن صور MIRI كشفت أيضًا عن تدفقات وأصداف غريبة حول النجوم الضخمة الأكثر تطورًا في Westerlund 1.

قصص ذات صلة:

– خماسية ستيفان: “إنها حياة رائعة” – وصورة رائعة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي!

– وجد العلماء عنقودًا مجريًا هائلًا يصل حجمه إلى 26 كوادريليون شمس

– ربما يكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي قد عثر على بعض النجوم الأولى

وقال جوزيبي: “في السنتين أو الثلاث سنوات القادمة، سننشر معظم علوم EWOCS”. وأوضح الباحث أن الإصدار القادم سيكون عبارة عن دراسة للغاز الساخن داخل العنقود، والذي يتم دراسته عن طريق الانبعاث المنتشر في الأشعة السينية.

سيقوم فريق EWOCS بعد ذلك بإصدار تحليل لظواهر الطاقة العالية التي تحدث في بعض الأجسام المدمجة في Westerlund 1 بالإضافة إلى حساب التوزيع الشامل للنجوم منخفضة الكتلة في العنقود. ويعتزم الباحثون أيضًا تحليل التجمعات الحاملة للقرص في العنقود، وإجراء دراسة للتدفقات الخارجة حول النجوم الأكثر تطورًا في المنطقة، وهي العمالقة الحمراء الفائقة والعملاقة الصفراء الفائقة.

واختتم جوزيبي حديثه قائلاً: “هذا فقط على سبيل المثال لا الحصر. كل هذه الدراسات ستكون ممكنة ليس فقط بفضل تلسكوب جيمس ويب الفضائي ولكن أيضًا مراصد عظيمة أخرى مثل تشاندرا في الأشعة السينية، وألما، وهابل”. “إلى جانب ذلك، فإن تحليل ملاحظات Westerlund 2، وهو عنقود أقل كتلة قليلاً ولكنه أصغر سناً من Westerlund 1، هو في مرحلة جيدة، وسنبدأ في نشر هذه النتائج قريبًا.”

تم قبول بحث الفريق للنشر في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية وهو متاح كطبعة أولية على موقع المستودع arXiv.