تم رصد الكربون والأكسجين في الغبار حول النجوم في مركز مجرة درب التبانة ، مما يشير إلى أن النجوم قد تعرضت مؤخرًا لاضطرابات من نوع ما - وتلمح إلى كيف يمكن للنجوم إرسال عناصر ثقيلة - مثل الأكسجين والكربون والحديد - للخارج عبر الكون ، مما يمهد الطريق للحياة.
توقع العلماء منذ فترة طويلة العثور على نجوم غنية بالكربون في مجرتنا لأننا نعلم أنه يجب تكوين كميات كبيرة من الكربون في العديد من هذه النجوم. قال ماثيو بوبروسكي ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة ماريلاند والمؤلف المشارك لدراسة جديدة عن الاكتشاف ، إن الكربون لم يظهر من قبل في سحب الغاز حول هذه النجوم.
وأوضح بوبروسكي: 'استنادًا إلى النتائج التي توصلنا إليها ، يرجع ذلك إلى أن النجوم متوسطة الحجم الغنية بالكربون تحافظ أحيانًا على هذا الكربون مخفيًا حتى قرب نهاية حياتها النجمية ، ولا تطلقه إلا مع' زفيرها 'الأخير'.
تظهر النتائج الجديدة في عدد فبراير من المجلةعلم الفلك والفيزياء الفلكية.
استخدم بوبروسكي وفريقه ، بقيادة جي في بيريا كالديرون في المركز الأوروبي لعلم الفلك الفضائي في مدريد ، إسبانيا ، تلسكوب سبيتزر الفضائي لمشاهدة كل نجم وسحب الغبار والجسيمات المحيطة به ، والتي تسمى السدم الكوكبية. قام الباحثون بقياس الضوء المنبعث من النجوم والغبار المحيط بها وتمكنوا من تحديد مركبات الكربون بناءً على الأطوال الموجية للضوء المنبعث من النجوم. وبالنظر إلى منطقة في مركز مجرة درب التبانة تسمى 'انتفاخ المجرة' ، لاحظ الفريق 26 نجمة وسدمها الكوكبية ووجد 21 منها 'بصمات' كربونية.
لكن العلماء لم يجدوا فقط الكربون حول هذه النجوم ؛ وجدوا أيضًا الأكسجين في هذه السحب الترابية البالغ عددها 21 ، وكشفوا عن مزيج مذهل من مكونات الغبار الفضائي. أفادوا في ورقتهم أن هذا يرجع على الأرجح إلى نبضة حرارية حيث تمزج موجة من الغاز عالي الضغط طبقات من العناصر مثل الكربون والأكسجين وتطلقها في السحابة المحيطة.
يشير اكتشاف الكربون والأكسجين في سحب الغبار المحيطة بالنجوم إلى حدوث تغيير حديث في الكيمياء في هذه المجموعة من النجوم ، وفقًا للمؤلفين.
قال بوبروسكي: 'النجوم في وسط مجرة درب التبانة قديمة و' غنية بالمعادن 'مع وفرة عالية من العناصر الثقيلة. 'إنها مختلفة في التركيب الكيميائي عن تلك الموجودة في القرص ، بعيدًا عن المركز.'
تساعد دراسة كيمياء النجوم العلماء على معرفة كيف تركت المادة التي تتكون منها الأرض والكواكب الأخرى في مجرتنا أماكن ميلادها النجمية منذ زمن بعيد.
عندما يحترق النجم بشكل أكثر سخونة وسخونة ، يتحول غاز الهيدروجين الذي كان يتكون في الأصل تقريبًا من كتلته ، من خلال الاندماج النووي ، أولاً إلى الهيليوم ، ثم إلى عناصر أثقل تدريجياً. تدمج المنطقة الأكثر سخونة في القلب العناصر الأثقل معًا. ويمكن أن تصل هذه إلى سطح النجم فقط عندما تنتهي حياته تقريبًا.
قال بوبروسكي: 'أنتج الانفجار العظيم الهيدروجين والهيليوم فقط'. 'العناصر الأثقل مثل الكربون والأكسجين تأتي فقط من' النضج 'في النجوم. خلقت التفاعلات النووية في النجوم العناصر الأثقل الموجودة في 'الحياة كما نعرفها'.
في آخر 50000 سنة من عمرها البالغ 10 مليارات عام ، تطرد النجوم بحجم الشمس ذرات الكربون مع الهيدروجين والهيليوم لتشكيل سحابة من الغازات المحيطة والتي سرعان ما تنتشر في الفضاء ، وربما تصبح في النهاية مادة النجوم الجديدة ، والأنظمة الشمسية ، أو ربما الحياة على كوكب ما يشبه الأرض. تقوم النجوم الأكبر بكثير بطرد مادتها الثقيلة في انفجارات ضخمة تسمى المستعرات الأعظمية.
قال بوبروسكي: 'كل العناصر الثقيلة [التي يسميها علماء الفلك' المعادن '، وتشمل جميع العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم] على الأرض ، تم إنشاؤها بواسطة تفاعلات الاندماج النووي في الأجيال السابقة من النجوم'. 'تلك النجوم السابقة طردت تلك العناصر إلى الفضاء ثم تشكل نظامنا الشمسي من ذلك الغاز الذي يحتوي على جميع العناصر الثقيلة التي نجدها الآن في الأرض وفي الحياة على الأرض.'
التعليق على الصورة الرئيسية: سديم عين القط. وجد الباحثون الكربون والأكسجين في السدم الكوكبية المتربة المحيطة بالنجوم في مركز مجرة درب التبانة. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / J. Hora (Harvard-Smithsonian CfA)
مصدر: علم الفلك والفيزياء الفلكية وسبيتزر عبر AAS