أصدر تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا معلومات وصور جديدة للمجرة الحلزونية ميسييه 82 (M82)، والمعروفة أيضًا باسم مجرة السيجار. تقع هذه المجرة على بعد 12 مليون سنة ضوئية من الأرض، وهي تمر بمرحلة مكثفة من تكوين النجوم، مما يجعلها موضوعًا فريدًا للدراسة للمجتمع العلمي.
من المحتمل أن يكون نشاط ولادة النجوم المكثف في M82 نتيجة للاندماج بين المجرات، ومن الناحية الفلكية، ستكون ظاهرة قصيرة العمر، من المقدر أن تستمر بضع مئات من ملايين السنين. هذه المرحلة العابرة من تسارع تشكل النجوم، بالنسبة لكتلة المجرة، وموقعها في الكون المحلي، هي عناصر حاسمة تعزز مجرة السيجار كمختبر كوني لا مثيل له.
الصورة المجمعة لـ M82: انضمام ويب وهابل
تكشف صورة مركبة جديدة للمجرة الحلزونية ميسييه 82، التي شاهدها التلسكوبان الفضائيان جيمس ويب وهابل التابعان لناسا، تفاصيل مذهلة. تُظهر الصورة أعمدة من الغاز على شكل ساعة رملية تمتد إلى الخارج أعلى وأسفل مركز أزرق شاحب على شكل قرص. وبالقرب من المركز اللامع للمجرة، تأخذ الأعمدة ألوانًا صفراء، مما يشير إلى وجود غاز الهيدروجين المتأين الذي التقطه هابل، وتتحول إلى اللون الأحمر تدريجيًا مع ابتعادها. تبرز خلفية M82 وسط الفراغ المظلم للفضاء، الذي تنتشر فيه العديد من المجرات البعيدة، والتي يمكن رؤيتها على شكل حلزونات صغيرة وأشكال بيضاوية ونقاط ضوئية بيضاء وبرتقالية. على يمين M82، يظهر نجم أزرق شاحب يعرض قمم الحيود المميزة ذات الثماني نقاط لتلسكوب ويب.
استخدم الخبراء تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا لالتقاط صور لمجرة تشكيل النجوم ميسييه 82 وإعادة بناء تطورها مع مرور الوقت. تعرض صورة ويب وهابل المدمجة ما يقرب من 16.5 مليون نجم، مرئية باللون الأزرق الشاحب، بالإضافة إلى جزيئات الغبار الكوني باللون البرتقالي المحمر وغاز الهيدروجين المتأين باللون الأصفر.
أكمل فريق من علماء الفلك مؤخرًا مسحًا تصويريًا واسع النطاق باستخدام تلسكوب ويب. تطلب هذا المشروع ما مجموعه 65 ساعة من المراقبة باستخدام أداة Webb NIRCam (كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة)، مما كشف عن تفاصيل غير مسبوقة عن المجرة المكثفة التي تتشكل النجوم، مثل بنية القرص الممدود وملايين النجوم الفردية. وقد وفرت قدرات التصوير عالية الدقة التي يتمتع بها ويب، وخاصة في المستوى الرئيسي للقرص المجري، بيانات أساسية لعلماء الفلك لكشف تاريخ تكوين M82. علاوة على ذلك، فإن المعلومات الواردة من ويب ستساعد العلماء على فهم الظواهر التي تحدث حاليًا داخل المجرة.
وصف آدم سمرسينا، الباحث الرئيسي وباحث ناسا هابل في معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور، وهو حاليا أستاذ مساعد في جامعة تافتس في ماساتشوستس، M82 بأنها “فوضى، ولكنها فوضى جميلة”. أبرزت سمرسينا أنه لا يزال هناك الكثير مما يجب فهمه حول تاريخها التطوري وما أدى إلى هذا المعدل المرتفع لتكوين النجوم، بالإضافة إلى مدة قذف أعمدة المواد من مركزها. وأضاف أن “M82 هي مختبر مثالي لتطور المجرة، حيث أنها تتمتع بخصائص تسمح لنا بالتحقيق في العمليات الفيزيائية المهمة مثل تكوين النجوم في هذه البيئات وكيف يولد هذا النشاط تدفقات خارجية. وتقدم M82 نافذة متزامنة على أسئلة فيزيائية فلكية متنوعة بطريقة لا تستطيع أي مجرة أخرى في الكون المحلي القيام بها”.
تفاصيل مجرة السيجار في صورة NIRCam
سجل تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا المجرة الحلزونية ميسييه 82، والتي تتميز بأعمدة على شكل ساعة رملية من مادة حمراء برتقالية تنبثق لأعلى ولأسفل من مركز قرصي لامع ذو لون أزرق شاحب. تم تأطير ميسييه 82 بخلفية مظلمة للفضاء، تتخللها عدد لا يحصى من المجرات البعيدة التي تظهر على شكل حلزونات صغيرة وأشكال بيضاوية ونقاط ضوئية بيضاء وبرتقالية. على يمين مجرة السيجار، توجد نجمة زرقاء شاحبة تعرض سمات ويب المميزة ذات النقاط الثمانية، الناتجة عن حيود الضوء.
باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، لاحظت ناسا مجرة النجوم ميسييه 82، التي اخترقت الغبار الكوني الكثيف لتكشف عن 16.5 مليون نجم وبنية القرص الممدود للمجرة. هدف العلماء هو استخدام بيانات ويب لتعميق المعرفة حول التاريخ التطوري لـ M82.
قبل وصول ويب، تم رصد المجرة المكونة للنجوم بواسطة عدة تلسكوبات أخرى، بما في ذلك تلسكوب هابل التابع لناسا وسبيتزر المتقاعد الآن. ومع ذلك، فإن الكمية الهائلة من الغبار الموجودة في M82 منعت علماء الفلك من الحصول على معلومات عالية الدقة. على الرغم من أن ويب قد استكشف هذه المجرة سابقًا، إلا أن مدى هذا المسح التصويري الجديد، إلى جانب حساسية التلسكوب للأشعة تحت الحمراء، سمح له باختراق ستارة الغبار السميكة والكشف عن تفاصيل كانت مخفية سابقًا.
المقارنة البصرية: هابل وويب في ميسييه 82
توضح المقارنة جنبًا إلى جنب لقسم من مجرة تشكيل النجوم ميسييه 82 (M82)، التي تم التقاطها بواسطة التلسكوبات الفضائية هابل (يسار) وجيمس ويب (يمين) التابعين لناسا، الفرق في القدرة على المراقبة. تظهر صورة هابل، في الضوء المرئي، ضوءا شديدا مزرقا ينبعث من المركز وشريطا كثيفا من الغبار، داكن في المركز وضارب إلى الحمرة عند الحواف، يعبر المشهد قطريا. تغطي الخيوط الدقيقة وكتل الغبار المحمر جزءًا كبيرًا من المشهد. وتكشف صورة ويب، بالأشعة تحت الحمراء، عن منطقة كثيفة من النجوم، موضحة على شكل حبيبات مضيئة باللون الأزرق الفاتح، على خلفية الفضاء المظلمة. على الجانب الأيمن، تكون المادة الحمراء المتكتلة أكثر وضوحًا في الزاوية اليمنى العليا.
هذا التحليل المقارن لجزء من مجرة ميسييه 82، التي رصدتها تلسكوبات هابل وجيمس ويب، يسلط الضوء على القدرات التكميلية لكل منها. كرّس هابل نفسه لتفصيل بنية الغاز والغبار في M82، بينما تمكن ويب من اختراق الغبار وتمييز ملايين النجوم في ضوء الأشعة تحت الحمراء.
إن رؤية التلسكوب في ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة هي لقطة لسيناريو حدث على مدى بضع مئات الملايين من السنين. تكشف صورة ويب ما يقرب من 16.5 مليون نجم منفرد منتشرة في جميع أنحاء المجرة. يتم تقديم الضوء المنبعث من هذه المصادر النجمية على شكل حبيبات زرقاء مضيئة. من المهم أن نلاحظ أن هذا مجرد جزء صغير من إجمالي عدد النجوم التي يقدر علماء الفلك وجودها في مجرة مثل M82، ومعظمها خافت جدًا بحيث لا يمكن ملاحظتها.
وقال عضو الفريق بنجامين ويليامز من جامعة واشنطن: “إن العدد الهائل من النجوم التي تمكنا من تمييزها باستخدام ويب أمر لا يصدق”. واختتم بالقول: “إنه عالم مختلف تمامًا عما رأيناه بالتلسكوبات الأخرى. كل هذه النجوم، معًا، توفر سجلاً أحفوريًا مفصلاً لتكوين وتطور M82”.
بالنظر إلى داخل المجرة، يشير اللمعان المتزايد والشكل غير المتماثل لقرص المجرة إلى بنية أساسية فريدة من نوعها للمجرة الحلزونية. تشير الاختلافات في نصف القطر بين الجانبين إلى أن M82 لها شكل مشوه، وهي ظاهرة يمكن أن تحدث أثناء عمليات اندماج المجرات المكثفة.
وأشار عضو الفريق إريك بيل من جامعة ميشيغان إلى أنه “للوهلة الأولى، قد يبدو قرص المجرة أقل إثارة لأن ويب يرى من خلال الغبار”. وأضاف: “إن M82 نظام معقد بشكل مبهج. وستساعدنا ملاحظات ويب في كشف بعض الألغاز العالقة، مثل كيفية تحول تكوين النجوم داخل M82 على مدى مليار سنة الماضية”.
يُظهر الفيديو انتقال الصورة بين Webb وHubble of M82
تمثل المراقبة الأخيرة لـ M82 بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا باستخدام الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء أحدث مساهمة في البيانات الإجمالية حول هذه المجرة المكثفة التي تتشكل النجوم. يعد تلسكوب هابل الفضائي أحد المراصد التي سبق لها أن قامت بتحليل M82، مع تقديم تفاصيل عن بنية الغاز والغبار المرئية في الضوء.
بسبب التشكل النجمي الشديد في المجرة، والذي يحدث بمعدل عشرة أضعاف معدل درب التبانة، فإن ولادة النجوم ستتوقف في النهاية. يتسبب الهيجان النجمي الشديد لـ M82 في قذف أعمدة ثنائية القطب من المواد إلى أعلى وأسفل القرص. على الرغم من أنها تبدو منطقة فوضوية، إلا أن هذه التدفقات على شكل الساعة الرملية تكشف عن بنية متعددة الطبقات. تشير الخيوط الصفراء للمادة الأقرب إلى قرص المجرة إلى غاز متأين، بينما تمثل المادة البرتقالية الأبعد حبيبات غبار صغيرة. تُعرف هذه الحبيبات باسم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات، وهي ذات قيمة لتتبع المادة في الفضاء بين نجوم المجرة، والذي يسمى الوسط البينجمي.
البيانات التي تم جمعها في دراسة ويب هذه هي مجرد جزء واحد من مجموعة واسعة من المعلومات التي سيقوم العلماء بتحليلها في محاولة لإعادة بناء تاريخ تكوين هذه المجرة المكثفة التي تشكل النجوم.
صرحت كريستين ماكوين، عضو فريق في معهد علوم التلسكوب الفضائي، أن “المجرات عبارة عن أنظمة بيئية معقدة للغاية، وإذا كنت تريد حقًا فهمها، فأنت بحاجة إلى جمع مجموعات البيانات من بعثات مختلفة”. وأوضحت أن “مهمة واحدة لا يمكنها الإجابة بشكل كامل على جميع الأسئلة التي لدينا حول M82. إن الجمع بين البيانات التي تم جمعها بواسطة التلسكوبات المختلفة، مثل Webb وHubble، يعد أمرًا قويًا للغاية. ومن خلال توحيد مجموعات البيانات، يمكننا توسيع ما يمكننا التحقيق فيه، وتصبح الأسئلة التي يمكن أن نطرحها أكثر تعقيدًا”.
يعتبر تلسكوب جيمس ويب الفضائي المرصد الرائد لعلوم الفضاء في العالم. بفضل قدراته المتقدمة، تمكن ويب من كشف أسرار نظامنا الشمسي، واستكشف عوالم بعيدة حول نجوم أخرى، وحقق في الهياكل الغامضة للكون.