تكشف عمليات المحاكاة أن الموجات الصدمية الصادرة عن النجوم المحتضرة قد تشكل مشاتل نجمية على شكل “عجلة العربة الكونية”.

تشبه بعض الحضانات النجمية الأكثر روعة في المجرة عجلات عربة كونية عملاقة، مع هياكل تشبه المتحدث يقول العلماء إنها نحتها موجات صادمة من الانفجارات النجمية والرياح النجمية القوية.

وباستخدام عمليات محاكاة ثلاثية الأبعاد قوية، وجد باحثون من جامعة كيوشو وجامعة ناغويا في اليابان أن موجات الصدمة تتسارع عبر غيوم عملاقة من الغاز يمكن أن نحت الخيوط الشبيهة بالتحدث والتي غالبًا ما تُرى المحيطة بالمواليد الجدد النجوم. يمكن أن تساعد النتائج في تفسير أصل ما يسمى بأنظمة الخيوط المحورية – وهي مناطق مترامية الأطراف لتشكل النجوم حيث تشع تيارات طويلة من الغاز نحو مركز مركزي كثيف، مما يخلق نمطًا يشبه مكابح العجلة، وفقًا لبيان صادر عن جامعة كيوشو.

وقال شينغو نوزاكي، المؤلف الرئيسي للدراسة: «تولد النجوم داخل السحب الجزيئية، وهي سحب ضخمة وباردة من الغاز تنجرف عبر الفضاء». البيان. “لكنها تتشكل فقط في الأجزاء الأكثر برودة وكثافة من تلك الحاضنات النجمية، حيث يمكن أن ينهار الغاز تحت تأثير جاذبيته. وفي بعض مناطق تشكل النجوم، يتم تنظيم الغاز في أنماط محورية مميزة تُعرف باسم أنظمة الخيوط المحورية (HFS).”

وقد لاحظ علماء الفلك هذه الهياكل في جميع أنحاء درب التبانةلكن كيفية تشكلها ظلت سؤالًا مفتوحًا. استخدم الفريق محاكاة هيدروديناميكية مغناطيسية ثلاثية الأبعاد لإعادة إنشاء هذه العملية، وكشف أن موجات الصدمة التي تنتشر عبر السحب الجزيئية العملاقة يمكن أن تولد بشكل طبيعي بنية مذهلة تشبه العجلة والتي شوهدت في بعض الحضانات النجمية الأكثر نشاطًا في المجرة، وفقًا للدراسة.

كثير حضانات النجوم تحتوي على خيوط ضيقة تقوم بتوجيه المواد إلى الداخل نحو المناطق المركزية المزدحمة حيث تتشكل النجوم بشكل نشط. إن فهم كيفية ظهور هذه الخيوط هو المفتاح لفهم كيفية تراكم الغاز وانهياره في النهاية إلى نجوم جديدة.

من أجل الدراسة، قام الباحثون ببناء سحابة جزيئية افتراضية مترابطة بالمجالات المغناطيسية وأجروا عمليات المحاكاة على ATERUI III، وهو كمبيوتر عملاق مخصص للأبحاث الفلكية. جاذبية شوهد لأول مرة وهو يسحب المجالات المغناطيسية إلى الداخل، مما يخلق تكوينًا على شكل ساعة رملية. ثم قام الفريق بتفجير السحابة بمحاكاة لموجة صادمة بين النجوم مشابهة لتلك الناتجة عن التوسع سوبر نوفا بقايا أو رياح قوية من النجوم الضخمة. وكانت النتيجة نظام خيوط محوري واقعي بشكل ملحوظ.

عندما اجتاحت موجة الصدمة السحابة، واجهت أجزاء مختلفة من المنحنى المجال المغنطيسي بزوايا مختلفة، مما أدى إلى حدوث صدمات مائلة أدت إلى تضخيم أجزاء من الحقل وإنشاء مسارات مفضلة لتدفق الغاز. وبمرور الوقت، قامت هذه القنوات بتوجيه المواد إلى خيوط ممدودة تمتد نحو المحور المركزي، منتجة البنية الشبيهة بالسماعة التي شوهدت في عمليات رصد التلسكوب.

تتبعت عمليات المحاكاة أيضًا كيفية تحرك المادة عبر المهد النجمي. ويميل الغاز الكثيف إلى التدفق على طول الخيوط، ويتسارع مع اقترابه من المحور، في حين تظل المواد ذات الكثافة المنخفضة بين الخيوط ثابتة نسبيًا. ويقول الباحثون إن هذا السلوك قد يساعد في تفسير سبب وجود جزء صغير فقط من الغاز السحب الجزيئية في نهاية المطاف تشكل النجوم، وفقا للبيان.

إن نمذجة التفاعل بين الجاذبية والمجالات المغناطيسية وموجات الصدمة على مدى ملايين السنين، تسمح للباحثين بدراسة العمليات التي يصعب مراقبتها بشكل مباشر. سيختبر العمل المستقبلي نطاقًا أوسع من الهياكل السحابية وظروف الموجات الصدمية، مما قد يوضح سبب اختلاف أنظمة الخيوط المحورية عبر درب التبانة، ويقدم رؤية جديدة لتكوين النجوم الضخمة والمجموعات النجمية. وتشير النتائج أيضًا إلى دورة كونية أوسع من التدمير والخلق، حيث تنطلق منها موجات الصدمة نجوم الموت المساعدة في تشكيل البيئات التي تولد فيها النجوم الجديدة.

وكانت النتائج التي توصلوا إليها تم النشر في 18 مارس في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.