تشكل النجوم من أكثر الظواهر الأساسية في الكون. داخل النجوم ، تتم معالجة المواد البدائية من الانفجار الكبير إلى عناصر أثقل نلاحظها اليوم. في الأجواء الممتدة لأنواع معينة من النجوم ، تتحد هذه العناصر في أنظمة أكثر تعقيدًا مثل الجزيئات وحبوب الغبار ، وكتل البناء للكواكب الجديدة ، والنجوم والمجرات ، وفي النهاية للحياة. تسمح عمليات تشكيل النجوم العنيفة للمجرات الباهتة بالتألق في ظلام الفضاء العميق وجعلها مرئية لنا على مسافات كبيرة.
يبدأ تكوين النجوم بانهيار الأجزاء الأكثر كثافة من الغيوم بين النجوم ، وهي مناطق تتميز بتركيز مرتفع نسبيًا للغاز الجزيئي والغبار مثل مجمع Orion (ESO PR Photo 20/04) ومنطقة مركز المجرة (ESO Press Release 26 / 03). نظرًا لأن هذا الغاز والغبار هما نتاجان لتكوين نجم سابق ، فلا بد أنه كانت هناك حقبة مبكرة عندما لم تكن موجودة بعد.
لكن كيف تشكلت النجوم الأولى؟ والواقع أن وصف وتفسير "تكوين النجوم البدائي" - بدون غاز جزيئي وغبار - يمثل تحديًا كبيرًا في الفيزياء الفلكية الحديثة.
يمكن أن تقدم فئة معينة من المجرات الصغيرة نسبيًا ، والمعروفة باسم "المجرات القزمة الزرقاء" ، أمثلة قريبة ومعاصرة لما قد حدث في بداية الكون أثناء تكوين النجوم الأولى. هذه المجرات فقيرة في الغبار وعناصر أثقل. تحتوي على غيوم بين النجوم ، والتي تبدو في بعض الحالات مشابهة تمامًا لتلك السحب البدائية التي تشكلت منها النجوم الأولى. ومع ذلك ، على الرغم من النقص النسبي للغبار والغاز الجزيئي الذي يشكل المكونات الأساسية لتكوين النجوم كما نعرفها من درب التبانة ، إلا أن هذه المجرات الزرقاء القزمة تحتوي أحيانًا على مناطق تشكيل نجمة نشطة جدًا. وبالتالي ، من خلال دراسة هذه المناطق ، قد نأمل في فهم أفضل لعمليات تشكيل النجوم في الكون المبكر.
تكوين النجوم النشط جدا في NGC 5253
NGC 5253 هي واحدة من أقرب المجرات الزرقاء المعروفة ؛ تقع على مسافة حوالي 11 مليون سنة ضوئية باتجاه كوكبة القنطور الجنوبية. قبل فترة ، قررت مجموعة من علماء الفلك الأوروبيين [1] إلقاء نظرة فاحصة على هذا الجسم ودراسة عمليات تكوين النجوم في البيئة الشبيهة بدائية لهذه المجرة.
صحيح أن NGC 5253 يحتوي على بعض الغبار والعناصر الثقيلة ، ولكن أقل بكثير من مجرتنا درب التبانة. ومع ذلك ، فهو متطرف تمامًا كموقع لتكوين نجم مكثف ، و "مجرة انفجار نجمي" غزيرة في المصطلحات الفلكية ، وكائن رئيسي للدراسات التفصيلية لتشكيل النجوم على نطاق واسع.
يوفر ESO PR Photo 31a / 04 عرضًا مثيرًا للإعجاب لـ NGC 5253. تستند هذه الصورة المركبة إلى التعرض للأشعة تحت الحمراء القريبة التي تم الحصول عليها باستخدام أداة ISAAC متعددة الأوضاع والمثبتة على تلسكوب VLT Antu بطول 8.2 م في مرصد ESO Paranal (تشيلي) ، بالإضافة إلى صورتين في النطاق الموجي البصري تم الحصول عليهما من أرشيف بيانات تلسكوب هابل الفضائي (الموجود في ESO Garching). تم ترميز صورة VLT (في النطاق K عند الطول الموجي 2.16؟ م) باللون الأحمر ، وصور HST باللون الأزرق (V-band عند 0.55؟ م) والأخضر (I-band عند 0.79؟ م) ، على التوالي.
إن القدرة الهائلة على جمع الضوء والجودة الضوئية الدقيقة لـ VLT جعلت من الممكن الحصول على صورة قريبة للغاية من الأشعة تحت الحمراء (راجع PR Photo 31b / 04) أثناء التعرض لمدة 5 دقائق فقط. تسمح الظروف الجوية الممتازة في Paranal في وقت المراقبة (رؤية 0.4 arcsec) بدمج البيانات الفضائية والأرضية في صورة ملونة لهذا الكائن المثير للاهتمام.
يمكن رؤية ممر غبار رئيسي في الجانب الغربي (الأيمن) من المجرة ، ولكن تظهر بقع من الغبار في كل مكان ، إلى جانب عدد كبير من النجوم الملونة والعناقيد النجمية. تدل ظلال الألوان المختلفة على عمر الأشياء ودرجة التعتيم بواسطة الغبار بين النجوم. تخترق صورة VLT القريبة من الأشعة تحت الحمراء سحب الغبار بشكل أفضل بكثير من صور HST الضوئية ، وبالتالي تظهر بعض الأشياء المضمنة بعمق التي لم يتم اكتشافها في الصورة باللون الأحمر في الصورة المدمجة.
من خلال قياس الحجم والسطوع بالأشعة تحت الحمراء لكل من هذه الأجسام "المخفية" ، تمكن الفلكيون من تمييز النجوم عن العناقيد النجمية. لا تحسب ما لا يقل عن 115 عنقود. كان من الممكن أيضًا اشتقاق أعمارهم - حوالي 50 منهم صغار جدًا من الناحية الفلكية ، أقل من 20 مليون سنة. يتوزع توزيع كتل النجوم العنقودية التي لوحظت في عناقيد في مجرات انفجار نجمي أخرى ، لكن العدد الكبير من العناقيد والنجوم الصغيرة غير عادي في مجرة صغيرة مثل NGC 5253.
عندما يتم الحصول على الصور من NGC 5253 بأطوال موجية أطول تدريجيًا ، راجع. ESO PR Photo 31c / 04 التي تم التقاطها باستخدام VLT في النطاق L (الطول الموجي 3.7 م) ، تبدو المجرة مختلفة تمامًا. لم يعد يعرض ثراء المصادر الظاهرة في صورة النطاق الترددي K ويسيطر عليه الآن كائن مشرق واحد. من خلال عدد كبير من المشاهدات في مناطق مختلفة الطول الموجي ، من البصري إلى الراديو ، يجد الفلكيون أن هذا الجسم المنفرد ينبعث من الطاقة في الجزء تحت الأحمر من الطيف مثلما تفعل المجرة بأكملها في المنطقة البصرية. تظهر كمية الطاقة المشعة بأطوال موجية مختلفة أنها مجموعة نجميّة شابة (بضعة ملايين من السنين) ، كتلة ضخمة جدًا (أكثر من مليون كتلة شمسية) ، مغمورة في سحابة غبار كثيفة وثقيلة (أكثر من 100.000 كتلة شمسية من الغبار يأتي الانبعاث الظاهر في الصورة PR 31c / 04 من هذا الغبار).
نظرة نحو البدايات
تظهر هذه النتائج أن مجرة صغيرة مثل NGC 5253 ، أصغر 100 مرة تقريبًا من مجرتنا درب التبانة ، يمكنها أن تنتج المئات من العناقيد النجمية المدمجة. لا تزال أصغر هذه العناقيد متجذرة بعمق في غيوم الولادة ، ولكن عند ملاحظتها بأدوات حساسة للأشعة تحت الحمراء مثل ISAAC في VLT ، فإنها تبرز كائنات مشرقة جدًا بالفعل.
تحتوي الكتلة الأكبر من هذه العناقيد على حوالي مليون كتلة شمسية وتضيء ما يصل إلى 5000 نجم ضخم للغاية. قد يكون مشابهًا جدًا للأسلاف في الكون المبكر للمجموعات الكروية القديمة التي نلاحظها الآن في المجرات الكبيرة مثل درب التبانة. وبهذا المعنى ، تزودنا NGC 5253 برؤية مباشرة تجاه بداياتنا.
ملحوظة
[1] تتكون المجموعة من جيوفاني كريسي (جامعة فلورنسا ، إيطاليا) ، ليوناردو فانزي (ESO- تشيلي) ومارك سوفاج (CEA / DSN / DAPNIA ، ساكلاي ، فرنسا). يتوفر مزيد من التفاصيل حول هذا البحث في ورقة بحثية ("The Cluster Cluster of NGC 5253" بواسطة G. Cresci et al.) ستظهر قريبًا في المجلة البحثية الرائدة Astronomy & Astrophysics (تتوفر طبعة أولية بصيغة astro-ph / 0411486).
المصدر الأصلي: ESO News Release
إليك المزيد من المعلومات حول كيفية تشكل النجوم.
