مجموعات النجوم الفائقة هي مجموعات من مئات الآلاف من النجوم الصغار جدًا معبأة في حجم صغير بشكل لا يصدق. إنها تمثل البيئات الأكثر تطرفًا التي يمكن أن تتكون فيها النجوم والكواكب.
حتى الآن ، كانت مجموعات النجوم الفائقة معروفة فقط بأنها بعيدة جدًا ، معظمها في أزواج أو مجموعات من المجرات المتفاعلة. الآن ، ومع ذلك ، استخدم فريق من علماء الفلك الأوروبيين [1] مقاريب ESO للكشف عن مثل هذا الشيء الوحشي داخل مجرتنا ، درب التبانة ، تقريبًا ، ولكن ليس تمامًا ، في الفناء الخلفي الخاص بنا!
تم إخفاء الهيكل الضخم الذي تم العثور عليه مؤخرًا خلف سحابة كبيرة من الغبار والغاز ، ولهذا السبب استغرق الأمر وقتًا طويلاً للكشف عن طبيعته الحقيقية. تُعرف باسم "Westerlund 1" وهي أقرب ألف مرة من أي تجمع نجمي آخر معروف حتى الآن. إنه قريب بما فيه الكفاية حتى يتمكن علماء الفلك من استكشاف هيكله ببعض التفاصيل.
يحتوي Westerlund 1 على مئات النجوم الضخمة للغاية ، وبعضها يلمع ببراعة تبلغ ما يقرب من مليون شمس وأكبر بنحو ألفي مرة من الشمس (بحجم مدار زحل)! في الواقع ، إذا كانت الشمس تقع في قلب هذه المجموعة الرائعة ، فإن سمائنا ستكون مليئة بمئات النجوم الساطعة مثل البدر. Westerlund 1 هو مختبر طبيعي فريد من نوعه لدراسة الفيزياء النجمية المتطرفة ، حيث يساعد الفلكيين على معرفة كيف تعيش أكبر النجوم في مجرتنا وتموت.
من ملاحظاتهم ، استنتج الفلكيون أن هذه الكتلة المتطرفة على الأرجح تحتوي على ما لا يقل عن 100000 مرة من كتلة الشمس ، وجميع نجومها تقع في منطقة أقل من 6 سنوات ضوئية. يبدو أن Westerlund 1 هو أكبر كتلة شابة صغيرة الحجم تم تحديدها حتى الآن في مجرة درب التبانة.
مجموعات سوبر ستار
تولد النجوم عمومًا في مجموعات صغيرة ، غالبًا في ما يسمى "العناقيد المفتوحة" التي تحتوي عادةً على بضع مئات من النجوم. من مجموعة واسعة من الملاحظات ، يستنتج الفلكيون أن الشمس نفسها ولدت في إحدى هذه المجموعات ، قبل حوالي 4500 مليون سنة.
في بعض المجرات النشطة ("انفجار النجوم") ، لاحظ العلماء نوبات عنيفة من تكوين النجوم (انظر ، على سبيل المثال ، ESO Press Photo 31/04) ، مما أدى إلى تطوير عناقيد سوبر ستار ، تحتوي كل منها على عدة ملايين من النجوم.
من الواضح أن مثل هذه الأحداث كانت شائعة خلال طفولة درب التبانة ، قبل أكثر من 12000 مليون سنة: العديد من العناقيد المجرية الكروية - والتي هي قديمة تقريبًا مثل مجرتنا (على سبيل المثال ESO PR 20/04) - يُعتقد بالفعل أنها من بقايا أوائل مجموعات النجوم السوبر.
جميع العناقيد النجمية الفائقة التي تمت ملاحظتها حتى الآن في مجرات الانفجار النجمي بعيدة جدًا. ليس من الممكن التمييز بين نجومهم الفردية ، حتى مع أحدث التقنيات. هذا يعقد بشكل كبير دراستهم ، ولذلك كان الفلكيون حريصين منذ فترة طويلة على العثور على مثل هذه التكتلات في جوارنا من أجل استكشاف هيكلها بمزيد من التفاصيل.
الآن ، نجح فريق من علماء الفلك الأوروبيين [1] أخيرًا في القيام بذلك ، باستخدام العديد من مقاريب ESO في مرصد لا سيلا (تشيلي).
ويسترلوند 1
تقع الكتلة المفتوحة Westerlund 1 في كوكبة أرا الجنوبية (كوكبة المذبح). تم اكتشافه في عام 1961 من أستراليا من قبل الفلكي السويدي بينجت ويسترلوند ، الذي انتقل لاحقًا من هناك ليصبح مدير ESO في تشيلي (1970 - 74). هذا التجمع خلف سحابة بين النجوم ضخمة من الغاز والغبار ، والتي تمنع معظم الضوء المرئي. يبلغ عامل التعتيم أكثر من 100000 - ولهذا السبب استغرق الأمر وقتًا طويلاً للكشف عن الطبيعة الحقيقية لهذه المجموعة المعينة.
في عام 2001 ، حدد فريق الفلكيين أكثر من اثني عشر نجمًا ضخمًا شديد الحرارة وغريبًا في المجموعة ، ما يسمى نجوم "Wolf-Rayet". وقد درسوا منذ ذلك الحين Westerlund 1 على نطاق واسع مع مختلف مقاريب ESO.
استخدموا صورًا من تصوير المجال الواسع (WFI) المرفق بـ ESO / MPG بطول 2.2 متر وكذلك من كاميرا SUperb Seeing Imager 2 (SuSI2) على تلسكوب التكنولوجيا الجديدة 3.5 متر (EST) ESO. من هذه الملاحظات ، تمكنوا من التعرف على حوالي 200 نجم من أعضاء المجموعة.
ولإثبات الطبيعة الحقيقية لهذه النجوم ، قام الفلكيون بعد ذلك بمراقبة طيفية لحوالي ربعها. لهذا ، استخدموا مطياف Boller & Chivens على تلسكوب ESO 1.52-m و ESO Multi-Mode Instrument (EMMI) على NTT.
حديقة حيوانات غريبة
كشفت هذه الملاحظات عن عدد كبير من النجوم الساطعة والضخمة للغاية والمتطرفة. سيملأ البعض مساحة النظام الشمسي في مدار زحل (حوالي 2000 مرة أكبر من الشمس!) ، والبعض الآخر مشرق مثل مليون شمس.
من الواضح أن Westerlund 1 عبارة عن حديقة حيوانات رائعة ، مع أكثر السكان غرابة ورفاهية فلكية حقيقية. جميع النجوم التي تم تحديدها متطورة وواسعة للغاية ، وتمتد عبر مجموعة كاملة من الغرائب النجمية من نجوم Wolf-Rayet ، ورائع OB ، و Hypergiants الصفراء (تقريبًا مثل ما يقرب من مليون Suns) ومتغيرات Luminous Blue (على غرار كائن Eta Carinae الاستثنائي - انظر ESO PR 31/03).
جميع النجوم التي تم تحليلها حتى الآن في Westerlund 1 تزن على الأقل 30-40 مرة أكثر من الشمس. لأن هذه النجوم لها عمر قصير إلى حد ما - من الناحية الفلكية - يجب أن يكون Westerlund 1 صغيرًا جدًا. يحدد الفلكيون عمرًا يتراوح بين 3.5 و 5 ملايين سنة. لذا ، من الواضح أن Westerlund 1 هي مجموعة "حديثي الولادة" في مجرتنا!
الكتلة الأكثر ضخامة
Westerlund 1 غنية بشكل لا يصدق بالنجوم الوحش - كمثال واحد فقط ، يحتوي على العديد من صفراء Hypergiants التي كانت معروفة حتى الآن في مجرة درب التبانة!
"إذا كانت الشمس تقع في قلب Westerlund 1 ، فستكون السماء مليئة بالنجوم ، والعديد منها أكثر إشراقًا من البدر" ، تعليق Ignacio Negueruela من جامعة Alicante في إسبانيا وعضو الفريق.
تشير الكمية الكبيرة من النجوم الضخمة جدًا إلى أن Westerlund 1 يجب أن يحتوي على عدد كبير من النجوم. يشرح سيمون كلارك من جامعة يونيفيرسيتي كوليدج لندن (المملكة المتحدة) وأحد مؤلفي هذه الدراسة: "في مجرتنا ، هناك أكثر من 100 نجم شبيه بالطاقة الشمسية لكل نجم يزن 10 أضعاف وزن الشمس. إن حقيقة أننا نرى مئات النجوم الضخمة في Westerlund 1 تعني أنه ربما يحتوي على ما يقرب من نصف مليون نجم ، لكن معظم هذه النجوم ليست مشرقة بما يكفي للنظر من خلال سحابة الغاز والغبار المحجوبة ”. هذا هو عشر مرات أكثر من أي مجموعة شابة أخرى معروفة في درب التبانة.
من المفترض أن Westerlund 1 أكبر بكثير من العناقيد الكثيفة من النجوم الثقيلة الموجودة في المنطقة الوسطى من مجرتنا ، مثل مجموعات الأقواس وخماسيات. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات بالأشعة تحت الحمراء العميقة لتأكيد ذلك.
توفر مجموعة النجوم الفائقة هذه الآن لعلماء الفلك منظورًا فريدًا تجاه واحدة من أكثر البيئات تطرفًا في الكون. سيوفر Westerlund 1 بالتأكيد فرصًا جديدة في السعي الطويل الأمد للحصول على تفاصيل أكثر وأكثر دقة حول كيفية تشكل النجوم ، وخاصة النجوم الضخمة.
... والأكثر كثافة
لم يكن العدد الكبير من النجوم في Westerlund 1 هو المفاجأة الوحيدة التي تنتظر كلارك وزملائه. من ملاحظاتهم ، وجد أعضاء الفريق أيضًا أن جميع هذه النجوم معبأة في مساحة صغيرة بشكل مثير للدهشة ، في الواقع أقل من 6 سنوات ضوئية. في الواقع ، هذا يمكن مقارنته إلى حد ما بمسافة 4 سنوات ضوئية للنجم الأقرب إلى الشمس ، بروكسيما سنتوري!
إنه أمر لا يصدق: التركيز في Westerlund 1 مرتفع جدًا لدرجة أن متوسط الفصل بين النجوم مشابه تمامًا لمدى النظام الشمسي.
يتصور سيمون كلارك أنه "مع وجود العديد من النجوم في مثل هذا الحجم الصغير ، قد يتصادم بعضها". يمكن أن يؤدي ذلك إلى تكوين ثقب أسود متوسط الكتلة أكبر من 100 كتلة شمسية. ربما يكون هذا الوحش قد تشكل بالفعل في قلب Westerlund 1. "
يشير العدد الهائل من النجوم الضخمة في Westerlund 1 إلى أنه سيكون لها تأثير كبير على محيطها. تحتوي الكتلة على العديد من النجوم الضخمة التي ستصبح في الموقع الزمني لأكثر من 40 مليون سنة ، أكثر من 1500 مستعر أعظم. لعبة نارية عملاقة قد تقود نافورة من المواد المجرية!
لأن Westerlund 1 على مسافة حوالي 10000 سنة ضوئية فقط ، فإن الكاميرات عالية الدقة مثل NAOS / CONICA على ESO's Large Large Telescope يمكنها حل نجومها الفردية. بدأت هذه الملاحظات الآن في الكشف عن النجوم الأصغر في Westerlund 1 ، بما في ذلك بعض النجوم الأقل كتلة من الشمس. وبالتالي سيتمكن الفلكيون قريبًا من دراسة حديقة الحيوانات المجرية الغريبة هذه بعمق كبير.
معلومات اكثر
سيظهر البحث المقدم في هذا البيان الصحفي الصادر عن ESO قريبًا في المجلة البحثية الرائدة علم الفلك والفيزياء الفلكية ("على السكان النجمين الهائلين من Super Star Cluster Westerlund 1" من جيه إس كلارك وزملائه). ملف PDF متاح على موقع الويب A&A. وستنشر قريباً ورقة ثانية ("المزيد من النجوم الذئب-الرايت في العنقود النجمي Westerlund 1" ، التي كتبها Ignacio Negueruela و Simon Clark) في علم الفلك والفيزياء الفلكية. وهي متوفرة بصيغة astro-ph / 0503303.
يتوفر بيان صحفي إسباني صادر عن Universidad de Alicante على موقع Ignacio Negueruela على الويب.
ملحوظة
[1]: يتألف الفريق من Simon Clark (جامعة كلية لندن ، المملكة المتحدة) ، Ignacio Negueruela (جامعة أليكانتي ، إسبانيا) ، Paul Crowther (جامعة شيفيلد ، المملكة المتحدة) ، Simon Goodwin (جامعة ويلز ، كارديف ، المملكة المتحدة) ورينز ووترز (جامعة أمستردام) وشون دوجيرتي (مرصد راديو دومينيون الفلكي الفيزيائي).
المصدر الأصلي: ESO News Release
