يكشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن شريط نجمي مكون من 7 كيلو فرسخ فلكي في GN20، مما يمثل تحديًا لنماذج الكون المبكرة

حدد علماء الفلك باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) شريطًا نجميًا في المجرة الضخمة GN20. تم رصد هذا الاكتشاف بعد 1.5 مليار سنة فقط من الانفجار الكبير، وهو يتحدى التوقعات التي وضعها النموذج القياسي لتكوين المجرات. تم تقديم الدراسة، التي قادها ليندرت أ. بوجارد من جامعة لايدن، إلى خادم ما قبل النشر arXiv في 14 مايو، لتسليط الضوء على ظاهرة كانت تعتبر غير محتملة في السابق في مثل هذه المجرات الشابة.

القضبان النجمية هي هياكل مستطيلة من النجوم التي تعبر مركز المجرة، وتعمل كممرات كونية. فهي توجه الغاز إلى قلب المجرة، مما يؤدي إلى تكثيف عملية تكوين النجوم، وتغذية الثقوب السوداء المركزية، والمساهمة في بناء النوى الكثيفة. وتنتشر هذه القضبان في الكون القريب، بما في ذلك مجرة ​​درب التبانة، لكن تشكلها يعتبر عملية بطيئة، ويستغرق تطورها مليارات السنين.

اكتشاف ومراقبة GN20

المجرة GN20 عبارة عن نظام ضخم وغني بالغاز يقع عند انزياح أحمر قدره 4، مما يجعله بعيدًا وباهتًا. على الرغم من كونها محاطة بالغبار، إلا أن أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) وكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) في تلسكوب جيمس ويب الفضائي سمحتا باختراق هذه الطبقة. وكشفت هذه الأدوات عن البنية الداخلية للمجرة بتفاصيل غير مسبوقة.

أظهر تحليل Isophoto، الذي يقيس كيفية تمدد سطوع ضوء المجرة وتدويره من المركز إلى الخارج، وجود بنية شريطية حادة. يمتد هذا الشريط سبعة كيلو فرسخ فلكي من النهاية إلى النهاية. وأكد تحليل رياضي مستقل لنمط الضوء هذا الاكتشاف بشكل مستقل. أكدت عمليات الرصد عالية الدقة من المصفوفة المليمترية الشمالية الممتدة (NOEMA) وجود ميزة على شكل شريط في الغبار المعين، مما يدل على محاذاة قوية بين الشريط النجمي وشريط الغبار.

Stellar Bar يتحدى النماذج النظرية

يعد اكتشاف شريط نجمي في GN20 أمرًا ملحوظًا، لأنه وفقًا للنظريات الموجودة، يجب أن يكون وجوده غير مرجح لثلاثة أسباب أساسية على الأقل. ويشير الباحثون إلى أن المجرة البدائية الغنية بالغاز، ستكون لديها ظروف غير مواتية لتكوين مثل هذه الهياكل.

• الانهيار الهيكلي:تعتبر القضبان النجمية التي تتشكل عادة قوية، لكن الظروف الأولية للكون تشير إلى أنها ستنهار تحت ثقلها.
• وقت النمو:إن نمو القضيب إلى سبعة كيلو فرسخ فلكي سيستغرق مليارات السنين، وهي فترة لا تتوافق مع العمر المرصود لـ GN20 (1.5 مليار سنة بعد الانفجار الكبير).
• قمع الغاز:من المفترض أن تكون كمية الغاز الوفيرة في المجرات المبكرة قد أدت إلى تثبيط أو تأخير تكوين القضبان، وفقًا للنماذج القياسية.

ومع ذلك، يشير الفريق إلى أنه يمكن التغلب على كل هذه العقبات من خلال وجود غاز شديد الاضطراب في جميع أنحاء القرص الداخلي مع نسبة عالية من الغاز.

Leia Tambem

تعرض Netflix خمسة إنتاجات لأول مرة في الفترة ما بين 1 و5 يونيو 2026

ثوران بركان هونجا تونجا عام 2022 ينظف غاز الميثان المنبعث في الغلاف الجوي

يحتل ستيفن كاري المركز السادس بين الرياضيين الأعلى أجراً في العالم بمبلغ 124.7 مليون دولار أمريكي

اضطراب الغاز وتكوين بارا

البحث الذي أجراه Boogaard وآخرون. يشير إلى أن مفتاح تكوين الشريط النجمي في GN20 يكمن في حالة غازه. من شأن الاضطراب والنسبة العالية من الغاز في القرص الداخلي للمجرة أن يسمحا للقضيب بالاستقرار والنمو. وهذا تفسير مهم يدمج الملاحظات مع النظرية، ويعدل فهم التطور المبكر للمجرات.

على الرغم من أن الباحثين يذكرون بعض الشكوك، مثل تقدير الكتلة النجمية للشريط والمناطق الأساسية بسبب الكمية الهائلة من الغبار، إلا أن الاستنتاج الرئيسي يظل قائمًا. يزعمون أن GN20 نظام غني بالغاز وأن شريط النجمة حقيقي. كان لأداة MIRI الخاصة بـ JWST دورًا فعالًا في جعل الغبار شفافًا والكشف عن هذه الهياكل الداخلية المعقدة.

الآثار المترتبة على تطور المجرة

تشير الملاحظات التفصيلية لـ GN20 أيضًا إلى المكان الذي يتركز فيه تكوين النجوم. عند النقطة التي يلتقي فيها القضيب بالقرص الخارجي الجنوبي، يتراكم الغاز ويؤدي إلى ظهور نقطة ساخنة لتشكل النجوم بشكل مكثف. في المركز، يسحب القضيب المواد إلى الداخل، مما يؤدي إلى انفجار نجمي نووي وربما ثقب أسود هائل. من المحتمل أن يكون هذا العامل حاسمًا في معدل تكوين النجوم الاستثنائي في GN20، والذي يتجاوز 1000 كتلة شمسية سنويًا.

قد يكون هذا المعدل المرتفع لتشكل النجوم مدفوعًا بالقضيب الذي يضخ الغاز والغبار إلى المركز، حيث يؤدي إلى انفجار نجمي نووي مكثف في القرص الغني بالغاز ويزود نواة المجرة النشطة المحتملة بالطاقة. ويشير هذا الاكتشاف إلى أن المجرات مثل GN20 قد لا تكون مجرد مرحلة في تطور المجرة. يمكن أن يفسر تشكل النجوم المعتمد على القضبان لغز كيفية وصول المجرات الإهليلجية الضخمة الميتة التي لوحظت في الكون الحالي إلى هذه الحالة، ولماذا يبدو أن بعضها قد انقرضت في وقت مبكر جدًا. يمثل هذا الاكتشاف حلقة مفقودة مهمة في فهم تطور المجرات.