في المجلة رسائل مجلة الفيزياء الفلكية نشرت دراسة من مجموعة جامعة كيوشو و جامعة كاجاوا، مخصص للمراحل الأولى من حياة النجوم. اكتشف العلماء حلقة عملاقة من الغاز الدافئ يبلغ قطرها حوالي 1000 وحدة فلكية حول أحد النجوم الأولية. هذه المسافة كبيرة جدًا لدرجة أن النظام الشمسي بأكمله يمكن أن يتناسب مع مثل هذه الحلقة، وسيظل هناك مساحة متبقية.
نحن نتحدث عن نجم عمره أقل من 100 ألف سنة، وهو، بالمعايير الكونية، كائن “حديث الولادة” حرفيًا. وللمقارنة، يبلغ عمر الشمس حوالي 4.6 مليار سنة.
“حضانات” نجمية وعمليات خفية
تتشكل النجوم فيما يُعرف باسم الحضانات النجمية، وهي مناطق كثيفة من الغاز والغبار داخل السحب الجزيئية. وهناك تنكمش المادة تدريجياً تحت تأثير الجاذبية وتشكل نجماً أولياً محاطاً بقرص دوار. يلعب هذا القرص دورًا رئيسيًا في نمو نجم المستقبل.
المشكلة هي أن مثل هذه المناطق غير شفافة عمليا بالنسبة للتلسكوبات التقليدية. يحجب الغاز والغبار ما يحدث في الداخل، لذا كانت الملاحظات المباشرة محدودة للغاية منذ فترة طويلة.
كيف تمكنت من “النظر إلى الداخل”؟
أدى استخدام التلسكوب الراديوي إلى تغيير الوضع تلسكوب ألما الراديوي في تشيلي. إنه يعمل في نطاقات المليمتر وتحت المليمتر ويسمح للمرء باكتشاف إشعاع الغاز البارد الذي يمر عبر السحب الكثيفة.
وبمساعدتها، أمضى الفريق أكثر من عشر سنوات في مراقبة منطقة تكوين النجوم في سحابة برج الثور الجزيئية، بما في ذلك قلب MC 27. وهناك اكتشفوا بنية غير عادية – حلقة كبيرة، تبين أن درجة حرارتها أعلى قليلاً من البيئة المحيطة.
لماذا “يعطس” النجم؟
ووفقا للمؤلفين، تلعب المجالات المغناطيسية دورا رئيسيا في هذه العملية. في القرص النجمي، يمكنها تجميع الطاقة ثم إطلاقها فجأة مع تدفقات المادة. تسمى هذه الانبعاثات بشكل غير رسمي “العطس”.
في السابق، سجل الباحثون بالفعل ظواهر مماثلة، لكن نطاقها كان أصغر بكثير – حوالي 10 وحدات فلكية. تظهر الملاحظة الجديدة أن الآلية نفسها يمكن أن تعمل على مسافات أكبر بكثير، لتشكل حلقات كاملة من الغاز.
يشرح كازوكي توكودا: “أظهرت بياناتنا أن هذه الحلقة أكثر دفئًا قليلاً من البيئة المحيطة. ونفترض أنها تشكلت بسبب اختراق المجال المغناطيسي للقرص النجمي. في الأساس، هذه هي نفس “العطسات” التي لاحظناها من قبل، ولكن على نطاق أوسع بكثير”.
ما الذي يغيره هذا في فهمنا لتكوين النجوم؟
إحدى المشاكل الرئيسية في الفيزياء الفلكية هي فهم كيفية تخلص النجم الشاب من الطاقة الزائدة والزخم الزاوي، أي “الاحتياطي الدوراني” للنظام. ومع انقباض سحابة الغاز، فإنها تبدأ في الدوران بشكل أسرع فأسرع. إذا لم تتم إزالة هذا الدوران الزائد، فلن تتمكن المادة ببساطة من السقوط على النجم ومواصلة نموه.
عرض فني لنواة السحابة الجزيئية MC 27، تم إنشاؤها باستخدام بيانات من تلسكوب ALMA. يوجد في الزاوية اليمنى السفلية نجم أولي مع قرص محيط به: يشكل الغاز الساخن حلقة، وتخترق خطوط المجال المغناطيسي هذا الهيكل.
تشير الأدلة الجديدة إلى أن مثل هذه الانبعاثات قد تكون بمثابة آلية “تخلص” مهمة. إنها تخلق موجات صادمة تعمل على تسخين الغاز المحيط وإعادة توزيع المادة.
يقول توكودا: “يؤكد اكتشافنا للحلقة الدافئة فرضيتنا القائلة بأن النجوم الشابة تخضع لإعادة توزيع ديناميكي للغاز المغناطيسي بعد وقت قصير من ولادتها، مما يولد موجات صادمة تعمل على تسخين الغاز المحيط بها”.
حتى الآن هذه هي الملاحظة الأولى لمثل هذا الهيكل. ويخطط علماء الفلك لالتقاط صور أكثر تفصيلاً لفهم البنية الداخلية للحلقات والتحقق بدقة من كيفية انتشار موجات الصدمة.
بالإضافة إلى ذلك، يعتزم الفريق دراسة بيانات ALMA المؤرشفة لمعرفة مدى شيوع مثل هذه الظواهر في مناطق تشكل النجوم الأخرى.
يعترف توكودا قائلاً: “لقد فوجئنا جدًا بهذه النتائج… وكنت متحمسًا للغاية لدرجة أنني كتبت هذه الوثيقة في يومين أو ثلاثة أيام”.
ويظهر العمل الذي استغرق نحو عقد من الزمن أن ولادة النجوم ليست عملية سلسة وهادئة، بل سلسلة من الأحداث غير المستقرة حيث تتفاعل المجالات المغناطيسية والغاز والطاقة بطرق معقدة وفوضوية في بعض الأحيان.
اشترك واقرأ “العلم” في
الأعلى
