يعتبر تشكل النجوم أحد أكثر الظواهر الأساسية في الكون. داخل النجوم ، تتم معالجة المواد الأولية من الانفجار العظيم إلى عناصر أثقل نلاحظها اليوم. في الأجواء الممتدة لأنواع معينة من النجوم ، تتحد هذه العناصر في أنظمة أكثر تعقيدًا مثل الجزيئات وحبيبات الغبار ، وهي اللبنات الأساسية للكواكب الجديدة والنجوم والمجرات ، وفي النهاية للحياة. تسمح عمليات تكوين النجوم العنيفة للمجرات الباهتة أن تتألق في ظلام الفضاء السحيق وتجعلها مرئية لنا على مسافات كبيرة.
يبدأ تكوين النجوم بانهيار الأجزاء الأكثر كثافة من السحب البينجمية ، وهي مناطق تتميز بتركيز عالٍ نسبيًا من الغاز الجزيئي والغبار مثل مجمع أوريون (ESO PR Photo 20/04) ومنطقة مركز المجرة (ESO Press Release 26 /) 03). نظرًا لأن هذا الغاز والغبار نتاج تشكيل نجم سابق ، فلا بد أنه كانت هناك حقبة مبكرة لم تكن موجودة بعد.
لكن كيف تشكلت النجوم الأولى بعد ذلك؟ في الواقع ، يعد وصف وشرح 'تكوين النجوم البدائي' - بدون غاز وغبار جزيئي - تحديًا كبيرًا في الفيزياء الفلكية الحديثة.
فئة معينة من المجرات الصغيرة نسبيًا ، تُعرف باسم 'المجرات القزمة الزرقاء' ، ربما تقدم أمثلة قريبة ومعاصرة لما حدث في الكون المبكر أثناء تكوين النجوم الأولى. هذه المجرات فقيرة في الغبار والعناصر الثقيلة. وهي تحتوي على سحب بين النجوم تبدو في بعض الحالات متشابهة إلى حد كبير مع تلك السحب البدائية التي تشكلت منها النجوم الأولى. ومع ذلك ، على الرغم من النقص النسبي للغبار والغاز الجزيئي اللذين يشكلان المكونات الأساسية لتشكيل النجوم كما نعرفها من مجرة درب التبانة ، فإن تلك المجرات القزمة الزرقاء تحتوي أحيانًا على مناطق نشيط للغاية لتشكيل النجوم. وبالتالي ، من خلال دراسة هذه المناطق ، قد نأمل في فهم عمليات تشكل النجوم في بدايات الكون بشكل أفضل.
تكوّن نجمي نشط للغاية في NGC 5253
NGC 5253 هي واحدة من أقرب مجرات الأقزام الزرقاء المعروفة. تقع على مسافة حوالي 11 مليون سنة ضوئية في اتجاه كوكبة القنطور الجنوبية. منذ بعض الوقت ، قررت مجموعة من علماء الفلك الأوروبيين [1] إلقاء نظرة فاحصة على هذا الجسم ودراسة عمليات تشكل النجوم في البيئة الشبيهة بالبيئة البدائية لهذه المجرة.
صحيح أن NGC 5253 تحتوي على بعض الغبار والعناصر الأثقل ، لكنها أقل بكثير من مجرتنا درب التبانة. ومع ذلك ، فهو متطرف للغاية كموقع لتكوين نجمي مكثف ، و 'مجرة انفجار نجمي' غزيرة في المصطلحات الفلكية ، وكائن رئيسي للدراسات التفصيلية لتشكيل النجوم على نطاق واسع.
توفر ESO PR Photo 31a / 04 عرضًا رائعًا لـ NGC 5253. هذه الصورة المركبة مبنية على تعريض للأشعة تحت الحمراء القريبة تم الحصول عليه باستخدام أداة ISAAC متعددة الأوضاع المركبة على تلسكوب أنتو VLT بطول 8.2 م في مرصد بارانال ESO (تشيلي) ، بالإضافة إلى صورتين في النطاق الموجي البصري تم الحصول عليهما من أرشيف بيانات تلسكوب هابل الفضائي (الموجود في ESO Garching). صورة VLT (في النطاق K بطول موجة 2.16 ميكرون) مشفرة باللون الأحمر ، وصور HST باللون الأزرق (النطاق V عند 0.55 ميكرون) والأخضر (النطاق I عند 0.79 ميكرون) ، على التوالي.
جعلت القدرة الهائلة على جمع الضوء والجودة البصرية الدقيقة لـ VLT من الممكن الحصول على صورة الأشعة تحت الحمراء المفصلة للغاية (راجع PR Photo 31b / 04) أثناء تعريض لمدة 5 دقائق فقط. تسمح الظروف الجوية الممتازة لبارانال في وقت المراقبة (رؤية 0.4 ثانية قوسية) بدمج البيانات الفضائية والأرضية في صورة ملونة لهذا الكائن المثير للاهتمام.
يمكن رؤية حارة غبار رئيسية في الجانب الغربي (الأيمن) من المجرة ، ولكن تظهر بقع من الغبار في كل مكان ، جنبًا إلى جنب مع عدد كبير من النجوم الملونة والعناقيد النجمية. تدل ظلال الألوان المختلفة على أعمار الأشياء ودرجة التعتيم بسبب الغبار البينجمي. تخترق صورة VLT القريبة من الأشعة تحت الحمراء غيوم الغبار بشكل أفضل بكثير من صور HST البصرية ، وبالتالي تظهر بعض الكائنات العميقة التي لم يتم اكتشافها في الصورة الضوئية باللون الأحمر في الصورة المدمجة.
بقياس حجم وسطوع الأشعة تحت الحمراء لكل من هذه الأجسام 'المخفية' ، تمكن علماء الفلك من تمييز النجوم عن العناقيد النجمية. يحسبون ما لا يقل عن 115 مجموعة. كان من الممكن أيضًا استنباط أعمارهم - حوالي 50 منهم من الشباب جدًا من الناحية الفلكية ، وأقل من 20 مليون سنة. يشبه توزيع كتل النجوم العنقودية ما لوحظ في مجموعات في مجرات انفجار نجمي أخرى ، لكن العدد الكبير من العناقيد والنجوم الفتية أمر استثنائي في مجرة صغيرة مثل NGC 5253.
عندما يتم الحصول على صور NGC 5253 بأطوال موجية أطول تدريجيًا ، راجع. الصورة ESO PR Photo 31c / 04 التي تم التقاطها باستخدام VLT في النطاق L (الطول الموجي 3.7 ميكرون) ، تبدو المجرة مختلفة تمامًا. لم يعد يعرض ثراء المصادر التي تظهر في صورة K-band ويهيمن عليه الآن كائن واحد ساطع. عن طريق عدد كبير من الملاحظات في مناطق مختلفة من الطول الموجي ، من البصري إلى الراديو ، وجد علماء الفلك أن هذا الجسم الفردي يبعث قدرًا كبيرًا من الطاقة في جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف كما تفعل المجرة بأكملها في المنطقة الضوئية. تُظهر كمية الطاقة المشعة بأطوال موجية مختلفة أنها مجموعة نجمية صغيرة جدًا (بضعة ملايين من السنين) ضخمة جدًا (أكثر من مليون كتلة شمسية) ، مدمجة في سحابة غبار كثيفة وثقيلة (أكثر من 100000 كتلة شمسية من الغبار ؛ الانبعاث المرئي في PR Photo 31c / 04 يأتي من هذا الغبار).
وجهة نظر نحو البدايات
تظهر هذه النتائج أن مجرة صغيرة مثل NGC 5253 ، أصغر بحوالي 100 مرة من مجرتنا درب التبانة ، يمكن أن تنتج مئات التجمعات النجمية المدمجة. لا تزال أصغر هذه المجموعات مغروسة بعمق في سحبها المولودة ، ولكن عند ملاحظتها باستخدام أدوات حساسة للأشعة تحت الحمراء مثل ISAAC في VLT ، فإنها تبرز كأجسام ساطعة جدًا بالفعل.
تحتوي أضخم هذه المجموعات على حوالي مليون كتلة شمسية وتضيء ما يصل إلى 5000 من النجوم الضخمة الساطعة جدًا. قد يكون مشابهًا جدًا للأسلاف في الكون المبكر للعناقيد الكروية القديمة التي نلاحظها الآن في المجرات الكبيرة مثل درب التبانة. بهذا المعنى ، تقدم لنا NGC 5253 نظرة مباشرة إلى بداياتنا.
ملحوظة
[1] تتكون المجموعة من جيوفاني كريسي (جامعة فلورنسا ، إيطاليا) ، ليوناردو فانزي (ESO-تشيلي) ومارك سوفاج (CEA / DSN / DAPNIA ، ساكلاي ، فرنسا). تتوفر المزيد من التفاصيل حول هذا التحقيق في ورقة بحثية ('مجموعة النجوم في NGC 5253' بقلم G. / 0411486).
المصدر الأصلي: بيان صحفي ESO
إليك المزيد من المعلومات حول كيف تتكون النجوم .