تدفق أسرع من الصوت من نجم حديث الولادة

قدرات الأشعة تحت الحمراء تحدد البنية الجزيئية للتدفق الخارجي

ناسا‘س تلسكوب جيمس ويب الفضائي التقطت نظرة عالية الدقة على Herbig-Haro 211 (HH 211)، وهي طائرة نفاثة ثنائية القطب تسافر عبر الفضاء بين النجوم بسرعات تفوق سرعة الصوت. يقع هذا الجسم على بعد 1000 سنة ضوئية تقريبًا من الأرض في كوكبة فرساوس، وهو أحد أصغر وأقرب التدفقات النجمية الأولية إلى الخارج، مما يجعله هدفًا مثاليًا لويب.

تكشف النظرة عالية الدقة التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا، والقريبة من الأشعة تحت الحمراء لـ Herbig-Haro 211، عن تفاصيل رائعة لتدفق نجم شاب، وهو نظير طفولي لشمسنا. تتشكل أجسام هيربيج-هارو عندما تشكل الرياح النجمية أو نفاثات الغاز المنبعثة من النجوم حديثة الولادة موجات صدمية تصطدم بالغاز والغبار القريب بسرعات عالية. تعرض الصورة سلسلة من الصدمات القوسية باتجاه الجنوب الشرقي (أسفل اليسار) والشمال الغربي (أعلى اليمين)، بالإضافة إلى التيار الضيق ثنائي القطب الذي يزودها بالطاقة بتفاصيل غير مسبوقة. إن الجزيئات التي تثيرها الظروف المضطربة، بما في ذلك الهيدروجين الجزيئي، وأول أكسيد الكربون، وأول أكسيد السيليكون، تنبعث منها ضوء الأشعة تحت الحمراء، الذي يجمعه ويب، والذي يرسم خريطة لبنية التدفقات الخارجية. حقوق الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية/ويب، ناسا، وكالة الفضاء الكندية، توم راي (دبلن)

تلسكوب ويب الفضائي يلتقط التدفق الأسرع من الصوت للنجم الشاب

أجسام هيربيج-هارو (HH) هي مناطق مضيئة تحيط بالنجوم حديثة الولادة، تتشكل عندما تشكل الرياح النجمية أو نفاثات الغاز المنبعثة من هذه النجوم حديثة الولادة موجات صدمية تصطدم بالغاز والغبار القريبين بسرعات عالية. تكشف هذه الصورة لـ HH 211 من تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا عن تدفق خارجي من نجم أولي من الدرجة 0، وهو نظير طفولي لشمسنا عندما لم يكن عمره أكثر من بضع عشرات الآلاف من السنين وبكتلة 8٪ فقط من الحاضر -يوم الشمس. (سوف ينمو في النهاية ليصبح نجمًا مثل الشمس).

التصوير بالأشعة تحت الحمراء والتدفقات النجمية

يُعد التصوير بالأشعة تحت الحمراء فعالًا بشكل خاص في دراسة النجوم حديثة الولادة وتدفقاتها إلى الخارج، لأن مثل هذه النجوم لا تزال دائمًا مغروسة داخل الغاز من السحابة الجزيئية التي تشكلت فيها. يخترق انبعاث الأشعة تحت الحمراء للتدفقات الخارجية للنجم الغاز والغبار المعتم، مما يجعل جسم هيربيج-هارو مثل HH 211 مثاليًا للمراقبة باستخدام أدوات الأشعة تحت الحمراء الحساسة الخاصة بب. إن الجزيئات التي تثيرها الظروف المضطربة، بما في ذلك الهيدروجين الجزيئي، وأول أكسيد الكربون، وأول أكسيد السيليكون، تنبعث منها ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يستطيع ويب جمعه لرسم خريطة لبنية التدفقات الخارجية.

ملاحظات ويب

تعرض الصورة سلسلة من الصدمات القوسية باتجاه الجنوب الشرقي (أسفل اليسار) والشمال الغربي (أعلى اليمين) بالإضافة إلى التيار الضيق ثنائي القطب الذي يزودها بالطاقة. يكشف ويب عن هذا المشهد بتفاصيل غير مسبوقة – ما يقرب من 5 إلى 10 مرات دقة مكانية أعلى من أي صور سابقة لـ HH 211. ويُرى أن التدفق الداخلي “يهتز” مع تناظر المرآة على جانبي النجم الأولي المركزي. وهذا يتفق مع الملاحظات على المقاييس الأصغر ويشير إلى أن النجم الأولي قد يكون في الواقع نجمًا ثنائيًا لم يتم حله بعد.

الملاحظات السابقة ونتائج البحوث

كشفت الملاحظات السابقة لـ HH 211 باستخدام التلسكوبات الأرضية عن صدمات مقدمة عملاقة تتحرك بعيدًا عنا (شمال غرب) وتتحرك نحونا (جنوب شرق) وهياكل تشبه التجويف في الهيدروجين وأول أكسيد الكربون المصدوم على التوالي، بالإضافة إلى نفاثة ثنائية القطب معقودة ومتذبذبة. في أول أكسيد السيليكون. استخدم الباحثون ملاحظات ويب الجديدة لتحديد أن التدفق الخارجي للجسم بطيء نسبيًا مقارنة بالنجوم الأولية الأكثر تطورًا مع أنواع مماثلة من التدفقات الخارجية.

قام الفريق بقياس سرعات هياكل التدفق الخارجي الداخلية لتصل إلى حوالي 48-60 ميلاً في الثانية (80 إلى 100 كيلومتر في الثانية). ومع ذلك، فإن الفرق في السرعة بين هذه الأقسام من التدفق الخارجي والمادة الرائدة التي تصطدم بها – موجة الصدمة – أصغر بكثير. وخلص الباحثون إلى أن التدفقات الخارجة من النجوم الأصغر سنا، مثل تلك الموجودة في مركز HH 211، تتكون في الغالب من جزيئات، لأن سرعات موجة الصدمة المنخفضة نسبيا ليست نشطة بما يكفي لتفكيك الجزيئات إلى ذرات وأيونات أبسط.

نبذة عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي

يعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي المرصد الرائد لعلوم الفضاء في العالم. يعمل ويب على حل الألغاز في نظامنا الشمسي، ويتطلع إلى ما وراء العوالم البعيدة حول النجوم الأخرى، ويستكشف الهياكل والأصول الغامضة لكوننا ومكاننا فيه. ويب هو برنامج دولي تقوده وكالة ناسا مع شركائها وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.