يكشف تلسكوب جيمس ويب عن الرياح المجرية القاتلة التي تفسر انقراض النجوم في الكون المبكر
وتشير الأبحاث المنشورة حديثا إلى أن الرياح القوية التي تحركها النجوم قادرة على إبادة المجرات، مما يمنع تكوين نجوم جديدة في فترة مبكرة من التاريخ الكوني. يقدم هذا الاكتشاف، المبني على بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، رؤية جديدة لتطور المجرة.
كما أن عملية التصادم بين المجرات، والتي تؤدي إلى اندماجها في بنية واحدة ضخمة، يمكن أن تتسبب أيضًا في “موت” هذه العناقيد السماوية من خلال إطلاق نفاثات من الغاز تمنع تكوين النجوم. يعيد هذا التفاعل الكوني المعقد تعريف فهم كيفية تطور المجرات.
يمكن لهذه الديناميكية أن تلقي الضوء على لغز الكون المبكر، حيث كشفت العديد من عمليات الرصد من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) عن مجرات نمت بشكل كبير بشكل مدهش خلال مليار سنة فقط بعد الانفجار الكبير. ومن غير المتوقع بنفس القدر أن العديد من هذه المجرات قد توقفت بالفعل عن إنتاجها النجمي وأصبحت غير نشطة بعد حوالي مليار سنة.
على الرغم من أنه كان يُعتقد في الماضي أن الرياح المجرية كانت مسؤولة عن “قتل” المجرات، إلا أن علماء الفلك افتقروا إلى دليل مباشر على أن هذه العملية يمكن أن تمنع فعليًا تكوين النجوم في مثل هذه المرحلة البعيدة من الكون. الآن، تصف دراسة جديدة نشرت في 10 يونيو في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، من قبل فريق دولي، كيف يمكن لتيارات الغاز الناتجة عن النجوم أن تطفئ المجرات، مما يؤدي إلى إنشاء الهياكل غير النشطة التي لاحظها تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
الكشف عن تسرب الغاز في الكون المبكر
استخدم العلماء تلسكوب جيمس ويب الفضائي جنبًا إلى جنب مع التلسكوب الراديوي مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA)، الموجود في صحراء أتاكاما في تشيلي، للتحقيق في نظام المجرات المعروف باسم CRISTAL-02 حيث أنه كان موجودًا بعد مليار سنة من الانفجار الكبير. وكشف التحليل الشامل عن تفاصيل مهمة حول نشاطه.
ومع كتلة نجمية تفوق كتلة الشمس بـ 10 مليارات مرة، يمثل CRISTAL-02 مرحلة متقدمة من الاندماج بين مجرات متعددة. علاوة على ذلك، يتميز النظام بعمود ضخم من الغاز، يمتد لمسافة تساوي تقريبًا النظام المجري نفسه، والذي يتسرب إلى الفضاء بسرعة مئات الكيلومترات في الثانية.
ويبدو أن هذا التدفق الهائل، الذي يضم 1.5 مليار كتلة شمسية، مدفوع بانفجار مكثف لتكوين النجوم وموت النجوم، كما يوضح مؤلفو الدراسة. تحدث كلتا الظاهرتين أثناء الاصطدامات المجرية، مما يؤدي إلى ضغط سحب كبيرة من الغاز وتحفيز ولادة نجوم جديدة، بما في ذلك النجوم الضخمة التي تنهار في انفجارات مستعرات أعظم عنيفة كل بضعة ملايين من السنين. يمكن للرياح المشعة الشديدة التي تطلقها هذه النجوم الشابة وأخواتها الأكبر سنا المحتضرة أن تمنع تكوين النجوم عن طريق تنشيط وتشتيت جيوب من الغاز الجزيئي البارد قبل أن تنهار الجاذبية لتؤدي إلى ظهور نجوم جديدة.
وقالت ريبيكا ديفيز، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة سوينبيرن للتكنولوجيا في أستراليا، في بيان: “تتمتع المجرة برياح قوية تقذف المواد بسرعة تعادل ضعف سرعة تشكل المجرة نفسها للنجوم”. وتسلط هذه الملاحظة الضوء على شدة وفعالية هذه الرياح.
قد يُنتج النظام المجري CRISTAL-02 حوالي 260 نجمًا جديدًا ذات كتلة شمسية كل عام، وهو معدل أعلى بثلاث مرات من معدل المجرات ذات الكتلة والعمر المماثلة. ومع ذلك، وجد الباحثون أيضًا أنها تفقد أكثر من 500 كتلة شمسية سنويًا، وهو معدل أسرع 20 مرة من المعدل الذي نشاهده في المجرات الضخمة النموذجية.
Leia Também
ميسي يصل إلى 19 هدفًا في نهائيات كأس العالم من ركلة حرة رائعة للأرجنتين في مباراة الأردن
يتألق كريستيانو رونالدو خارج الملعب في كأس العالم 2026 بإمبراطورية الأعمال والرفاهية العائلية
في عمر 41 عامًا، يؤكد كريستيانو رونالدو إرثه التاريخي ويستعد للتألق في كأس العالم 2026
وأوضح أندرياس فايست، عالم الفلك الرصدي في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى Live Science: “لا نعرف الكثير عن كيفية توقف المجرات الأولى عن تكوين النجوم. يُظهر هذا العمل هذه العملية بشكل مباشر”. وأضاف: “إذا استمر التدفق، فسوف ينفد الغاز من المجرة لتشكل النجوم في أقل من 100 مليون سنة – في غمضة عين من الناحية الفيزيائية الفلكية”.
دليل على ظاهرة كونية شائعة
يقدم هذا البحث نموذجًا للشيخوخة المجرية، وهي عملية تدهور تدريجي. وأضاف ديفيز: “ما يقرب من نصف المجرات البدائية الضخمة تتفاعل مع المجرات الأخرى القريبة، مما يشير إلى أن هذه ليست ظاهرة معزولة، بل هي حدث كوني منتشر على نطاق واسع”.
ومع ذلك، أشارت عمليات المحاكاة السابقة إلى أن التدفقات القادمة من الثقوب السوداء النشطة، وليس النجوم، يمكن أن تكون مسؤولة بشكل أساسي عن إنشاء المجرات الهادئة. تتوقف التدفقات الخارجة الناجمة عن الانفجارات النجمية عندما يتوقف تكوين النجوم، في حين يمكن أن تستمر التدفقات الناتجة عن الثقوب السوداء لمئات الملايين من السنين بعد ذلك.
ولهذا السبب، لا يمكن للباحثين استبعاد احتمال أن يكون التدفق المرصود في CRISTAL-02 ناتجًا عن ثقب أسود قوي ولكنه غير نشط في وقت الرصد. تعقيد الظواهر يتطلب التحقيق المستمر.
بالإضافة إلى ذلك، قارن العلماء تدفق CRISTAL-02 مع عينة مكونة من 99 تدفقًا مشابهًا آخر، تمتد على 12 مليار سنة، لمعرفة ما إذا كانت عملية التغذية الراجعة هذه تتطور بمرور الوقت. وخلصوا إلى أن كفاءة التدفق ظلت ثابتة إلى حد كبير طوال التاريخ الكوني، حتى مع تغير الخصائص الداخلية للمجرات وتوسع الكون وتقدمه في العمر. علاوة على ذلك، فإن تحديد آليات ردود الفعل في الكون المبكر، والتي تملي تطور المجرة، يمكن أن يساعد علماء الفلك على تحسين عمليات المحاكاة الكونية التي تسعى إلى تفسير مظهر وسلوك الكون الحالي.
وأوضح ديفيز: “إذا اصطدمت العديد من المجرات المبكرة وشهدت نموًا سريعًا، فقد لا يكون مفاجئًا أن نرى الكثير من المجرات “الميتة” في الكون المبكر”. “يقدم CRYSTAL-02 حلاً طبيعيًا للغموض الذي يجعل هذه المجرات الضخمة تعيش بسرعة وتموت شابة.”
ولا تزال مثل هذه العمليات مستمرة حتى اليوم، حيث تنظم القطاعات الكثيفة النجوم في مجرتنا. ويمكنهم أيضًا تحديد مستقبلها البعيد، حيث يمكن أن تصطدم مجرة درب التبانة بالمرأة المسلسلة، أقرب جاراتها، خلال حوالي 4.5 مليار سنة. من المرجح أن يؤدي هذا الاندماج إلى انفجار نجمي مرتبط برياح نجمية شديدة ربما تشبه ما لاحظناه في CRISTAL-02، كما تنبأ فايست في رسالة بالبريد الإلكتروني، مسلطًا الضوء على كيف تساعدنا مثل هذه الدراسات على توقع مصير منزلنا الكوني.
