إذا كنت تحدق في المجرات الشاسعة المليئة بعدد لا يحصى من النجوم، فمن السهل أن تعتقد أنها مصانع نجوم، مع كرات الغاز المبهرة كميزة رئيسية لها. ومع ذلك، قد لا تتوقع أن المجرات القزمة ذات المستويات الأقل من التطور لديها مناطق مصنع نجمية أكبر ومعدلات تكوين نجوم أعلى.
تسلط النتائج الجديدة التي توصل إليها باحثون من جامعة ميشيغان الضوء على هذه الظاهرة: تواجه المجرات القزمة تأخيرًا يبلغ حوالي 10 ملايين سنة قبل طرد الغاز الذي يملأ فضاءها. يسمح هذا التأخير لمناطق تشكل النجوم في هذه المجرات بالاحتفاظ بالغاز والغبار لفترة أطول، مما يشجع على تكوين وتطوير المزيد من النجوم.
في هذه المجرات القزمة البكر نسبيًا، تنهار النجوم الضخمة - تلك التي تبلغ كتلتها حوالي 20 إلى 200 مرة كتلة الشمس - لتشكل ثقوبًا سوداء بدلاً من أن تنفجر على شكل مستعرات أعظم. لكن في المجرات الأكثر تطورًا وتلوثًا، مثل مجرة درب التبانة، من المرجح أن تنفجر، مما يؤدي إلى ظهور رياح جماعية فائقة القوة. يتم نفخ الغاز والغبار خارج المجرة، وسرعان ما يتوقف تكوين النجوم. ونشرت نتائجهم في مجلة الفيزياء الفلكية.
وقالت ميشيل جيكمن، الباحثة الجامعية والمؤلفة الأولى للدراسة: "عندما تصبح النجوم مستعرات أعظم، فإنها تلوث محيطها عن طريق إنتاج وإطلاق المعادن". "نحن نعتقد أنه في البيئات المجرية ذات المعادن المنخفضة وغير الملوثة نسبيًا، يتأخر ظهور الرياح القوية بمقدار 10 ملايين سنة، مما يؤدي بدوره إلى تسارع معدل تكوين النجوم." "
شوكة هابل الرنانة وتصنيف المجرات
وأشار الباحثون في جامعة ماساتشوستس إلى أن "شوكة هابل الرنانة" هي رسم تخطيطي لتصنيف المجرات الذي وضعه عالم الفلك إدوين هابل. على "مقبض" الشوكة الرنانة توجد أكبر المجرات. وهذه المجرات ضخمة ومستديرة ومليئة بالنجوم، وقد حولت كل غازاتها إلى نجوم. على طول أسنان الشوكة الرنانة توجد مجرات حلزونية، والتي تحتوي على مناطق غاز وتشكل نجوم في أذرعها المدمجة، وتنتهي في المجرات الأقل تطورًا والأصغر.
وقالت سالي أوي، عالمة الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وكبيرة مؤلفي الدراسة: "لكن هذه المجرات القزمة لا تحتوي إلا على مناطق تشكل النجوم الحقيقية في موندو". "لقد تساءل الناس عن سبب ذلك، لكن اكتشاف ميتشل يقدم تفسيرًا جيدًا: تواجه هذه المجرات صعوبة في إيقاف تكوين النجوم لأنها لا تطرد الغاز."
بالإضافة إلى ذلك، قال جاكمان، إن هذا الهدوء الذي يستمر 10 ملايين عام يوفر لعلماء الفلك فرصة لإلقاء نظرة خاطفة على شيء مثل الفجر الكوني، وهي الفترة الزمنية التي تلت الانفجار الكبير. في المجرات القزمة البدائية، يتجمع الغاز معًا، مما يخلق فجوات يمكن للإشعاع أن يهرب من خلالها. تُعرف هذه الظاهرة المعروفة سابقًا باسم نموذج "السياج"، حيث تتسرب الأشعة فوق البنفسجية عبر فجوات في السياج. يفسر التأخير سبب إتاحة الوقت للغازات للتجمع معًا.
الفجر الكوني والأشعة فوق البنفسجية
الأشعة فوق البنفسجية مهمة لأنها تؤين غاز الهيدروجين - وهي عملية حدثت أيضًا بعد الانفجار الكبير، مما تسبب في تحول الكون من معتم إلى شفاف.
وقال جاكمان: "لذا فإن النظر إلى المجرات القزمة ذات المعدن المنخفض والتي تحتوي على الكثير من الأشعة فوق البنفسجية يشبه إلى حد ما النظر إلى فجر الكون". "من المثير للاهتمام للغاية أن نفهم الوقت الذي أعقب الانفجار الكبير. إنه أساس معرفتنا. وهذا شيء حدث منذ فترة طويلة - يمكننا أن نرى شيئًا مشابهًا في المجرات الموجودة اليوم، وهو أمر رائع للغاية."
الدراسة الثانية، التي نشرت في مجلة The Astrophysical Journal Letters بقيادة أوي، استخدمت تلسكوب هابل الفضائي لمراقبة Mrk71، وهي منطقة تقع في مجرة قزمة قريبة تبعد حوالي 10 ملايين سنة ضوئية. وفي Mrk71، وجد الفريق دليلًا رصديًا لفرضية يركمن. وبالاستفادة من التكنولوجيا الجديدة مع تلسكوب هابل الفضائي، استخدم الفريق مجموعة من المرشحات لمراقبة الضوء الصادر من الكربون ثلاثي الأيونات.
وقال أوي إنه في المجرات المتطورة التي تشهد الكثير من انفجارات المستعرات الأعظم، فإن هذه الانفجارات تؤدي إلى تسخين الغاز الموجود في العنقود إلى درجات حرارة عالية جدًا، تصل إلى ملايين الدرجات كلفن. ومع تمدد هذه الرياح الفائقة الحرارة، فإنها تدفع بقية الغاز إلى خارج الكتلة. لكن في بيئة منخفضة المعادن مثل Mrk71، لن ينفجر النجم وستشع الطاقة الموجودة في المنطقة بعيدًا. ليس لديها فرصة لتشكيل رياح عظمى.
التقطت مرشحات الفريق الضوء المنتشر للكربون المتأين في جميع أنحاء Mrk71، مما يشير إلى أن الطاقة تشع بعيدًا. ولذلك، لا توجد رياح حرارية فائقة، بل يتم الاحتفاظ بالغاز الكثيف في جميع أنحاء البيئة.
وقال أوي: "قد تكون النتائج التي توصلنا إليها مهمة أيضًا في شرح خصائص مجرات الفجر الكونية التي يراها الآن تلسكوب جيمس ويب الفضائي. وأعتقد أننا مازلنا في طور فهم عواقب ذلك".
المصدر المجمع: ScitechDaily