ينبوع الشباب في مركز مجرتنا “لا ينبغي أن يكون ممكنا”

اكتشف الباحثون أن العنقود النجمي IRS13 بالقرب من الثقب الأسود الهائل Sagittarius A* في مجرتنا أصغر بكثير مما كان متوقعًا. وهذا يتحدى النظريات الموجودة حول تشكل النجوم بالقرب من الثقوب السوداء. ويشير الفريق إلى أن IRS13 كان لديه تكوين مضطرب، مما قد يؤدي إلى وجود غير متوقع للنجوم الشابة في محيطه.

اكتشف فريق دولي أن العنقود النجمي IRS13 يقع بالقرب من مركز مجرتنا الثقب الأسود شاب بشكل مدهش. أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا عبر عقود من البيانات والأبحاث تلسكوب جيمس ويب الفضائي، يتحدى نظريات تكوين النجوم الحالية ويقدم نظرة ثاقبة لتاريخ ومستقبل مركز مجرتنا.

ألقى فريق دولي بقيادة الدكتور فلوريان بايسكر من معهد الفيزياء الفلكية بجامعة كولونيا نظرة تفصيلية على مجموعة نجوم شابة بالقرب من الثقب الأسود الهائل Sagittarius A* (Sgr A*) في مركز مجرتنا. والمثير للدهشة أنهم وجدوا أن هذه المجموعة، IRS13، أصغر بكثير مما كان متوقعًا.

تم اكتشافه منذ أكثر من عشرين عامًا، ولم يكن من الممكن التعرف على أعضاء المجموعة المحددين إلا مؤخرًا. لقد حققوا ذلك من خلال الجمع بين مجموعة متنوعة من البيانات من التلسكوبات المتعددة التي تم جمعها على مدى عدة عقود.

يبلغ عمر النجوم الموجودة في العنقود بضع مئات الآلاف من السنين فقط، وهي شابة بشكل استثنائي وفقًا للمعايير النجمية، خاصة عند مقارنتها بشمسنا التي يبلغ عمرها 5 مليارات عام. ومن المثير للاهتمام، أنه نظرًا للإشعاع عالي الطاقة وقوى المد والجزر في المجرة، لا ينبغي أن يكون من الممكن وجود العديد من النجوم الشابة بالقرب من الثقب الأسود الهائل.

هذا البحث بعنوان “التجمع النجمي المتبخر الضخم IRS 13 بالقرب من Sgr A*. I. تم نشر اكتشاف عدد كبير من الأجسام المتربة في مجموعة IRS13، في ال مجلة الفيزياء الفلكية.

منظر متعدد الأطوال الموجية للمناطق المحيطة بالثقب الأسود الهائل SgrA* (الأصفر X). الأحمر هو النجوم، والأزرق هو الغبار. العديد من النجوم الشابة في العنقود النجمي IRS13 محجوبة بالغبار أو ممزوجة بالنجوم الساطعة. الائتمان: فلوريان بيسكر / جامعة كولونيا

نتائج تلسكوب جيمس ويب الفضائي

فيما يتعلق بهذه الدراسة، تم اكتشاف اكتشاف مهم آخر باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST). ولأول مرة، أنتج تلسكوب جيمس ويب الفضائي طيفًا من مركز المجرة خالٍ من التداخل الجوي. أصبح هذا العمل الفذ ممكنًا بفضل المنشور الذي تم تطويره في معهد الفيزياء الفلكية، تحت إشراف البروفيسور الدكتور أندرياس إيكارت، وهو مؤلف مشارك في هذا البحث. كشف الطيف الناتج عن وجود جليد مائي في مركز المجرة. يعد هذا الجليد المائي، الموجود عادة حول الأجسام النجمية الصغيرة، بمثابة دليل إضافي يدعم حداثة عمر بعض النجوم القريبة من الثقب الأسود.

التاريخ المضطرب لـ IRS13

تشير المزيد من الأفكار من فريق الدكتور بايسكر إلى أن IRS13 قد مر بتاريخ تكوين معقد. يبدو أن IRS13 هاجر نحو الثقب الأسود الهائل، متأثرًا بعوامل مثل الاحتكاك مع الوسط النجمي، أو الاصطدامات مع مجموعات نجمية أخرى، أو ديناميكياته الداخلية. وفي مرحلة ما، “استحوذت” جاذبية الثقب الأسود على الكتلة. من المحتمل أن يكون هذا التفاعل الجاذبي قد أدى إلى تشكيل صدمة مقدمة في مقدمة العنقود، تشبه طرف السفينة الذي يخترق الماء. ربما يكون الارتفاع الناتج في كثافة الغبار قد أدى إلى مزيد من تكوين النجوم، وهو ما قد يفسر سبب وجود النجوم الأحدث في العنقود في المقام الأول في قمته أو أمامه.

فك رموز أسرار النجوم

“إن تحليل IRS13 والتفسير المصاحب للعنقود هو المحاولة الأولى لكشف لغز عمره عقد من الزمان حول النجوم الشابة بشكل غير متوقع في مركز المجرة”، وفقًا للدكتور بيسكر. “بالإضافة إلى IRS13، هناك عنقود نجمي يسمى S-cluster، وهو أقرب إلى الثقب الأسود ويتكون أيضًا من نجوم شابة. كما أنهم أصغر سناً بكثير مما هو ممكن وفقاً للنظريات المقبولة.

توفر النتائج الخاصة بـ IRS13 الفرصة لإجراء مزيد من الأبحاث لإنشاء اتصال بين المنطقة المجاورة مباشرة للثقب الأسود والمناطق التي تبعد عدة سنوات ضوئية.

وأضاف الدكتور ميشال زاجاتشيك، المؤلف الثاني للدراسة والعالم في جامعة ماساريك في برنو (جمهورية التشيك): “يبدو أن العنقود النجمي IRS13 هو المفتاح لكشف أصل مجموعة النجوم الكثيفة في مركز مجرتنا. لقد جمعنا أدلة واسعة النطاق على أن النجوم الصغيرة جدًا الموجودة في نطاق الثقب الأسود الهائل ربما تكون قد تشكلت في مجموعات نجمية مثل IRS13. وهذه أيضًا هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من تحديد مجموعات النجوم من مختلف الأعمار – نجوم التسلسل الرئيسي الساخنة والنجوم الناشئة الشابة – في العنقود القريب جدًا من مركز المجرة. درب التبانة“.

المرجع: “المجموعة النجمية المتبخرة الضخمة IRS 13 بالقرب من Sgr A*. I. الكشف عن تجمعات سكانية غنية بالأجسام المتربة في مجموعة IRS 13” بقلم فلوريان بيسكر، وميكال زاجاتشيك، ولوريتز تومكينز، وأندرياس إيكارت، ولوكاس لابادي، وفلاديمير كاراس، وناديين ب. سابها، ولوكاس ستينيغر، وماريا ميلاميد، 10 أكتوبر 2023، مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-4357/acf6b5