مقالات عامة

هياكل عملاقة غريبة؟ بصمة الإبهام الكونية؟ ما وراء صورة تلسكوب جيمس ويب التي حير علماء الفلك

مجلة المذنب نت متابعات عالمية:

في تموز (يوليو) ، ظهرت صورة جديدة محيرة لنظام نجمي متطرف بعيد محاط بدرجات هندسية سريالية متحدة المركز جعلت علماء الفلك يخدشون رؤوسهم. الصورة ، التي تبدو وكأنها نوع من “بصمة الإبهام الكونية” ، جاءت من تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، أحدث مرصد ناسا الرائد.

أضاء الإنترنت على الفور بالنظريات والتكهنات. حتى أن البعض على الهامش البري ادعوا أنه دليل على “الهياكل الضخمة الغريبة” من أصل غير معروف.

لحسن الحظ ، كان فريقنا في جامعة سيدني يدرس بالفعل هذا النجم بالذات ، المعروف باسم WR140 ، لأكثر من 20 عامًا – لذلك كنا في موقع ممتاز لاستخدام الفيزياء لتفسير ما نراه.

يشرح نموذجنا ، المنشور في Nature ، العملية الغريبة التي ينتج بها النجم النمط المبهر للحلقات التي تظهر في صورة Webb (نُشرت الآن في Nature Astronomy).

أسرار WR140

WR140 هو ما يسمى بنجم Wolf-Rayet. هذه من بين أكثر النجوم المعروفة تطرفا. في عرض نادر ولكنه جميل ، يمكن أن ينبعث منها في بعض الأحيان عمودًا من الغبار في الفضاء يمتد مئات أضعاف حجم نظامنا الشمسي بأكمله.

إن مجال الإشعاع حول وولف-رايتس شديد الكثافة ، حيث يتم اجتياح الغبار والرياح للخارج بسرعة آلاف الكيلومترات في الثانية ، أو حوالي 1٪ من سرعة الضوء. في حين أن جميع النجوم لها رياح نجمية ، فإن هؤلاء المتفوقين يقودون شيئًا أشبه بإعصار نجمي.



اقرأ المزيد: هذا الطاووس النجمي الغامض قد يفتح الباب لعالم من الفيزياء لم يلمحه إلا من قبل


بشكل حاسم ، تحتوي هذه الرياح على عناصر مثل الكربون التي تتدفق لتشكيل الغبار.

WR140 هو واحد من عدد قليل من نجوم Wolf-Rayet المغبرة الموجودة في النظام الثنائي. إنه في مدار مع نجم آخر ، وهو في حد ذاته عملاق أزرق ضخم له رياح شرسة خاصة به.

النجوم الثنائية لنظام WR140.
أماندا سميث / IoA / جامعة كامبريدجو قدم المؤلف

لا يُعرف سوى عدد قليل من الأنظمة مثل WR140 في مجرتنا بأكملها ، إلا أن هذه الأنظمة القليلة المختارة تقدم أكثر الهدية غير المتوقعة والأكثر جمالًا لعلماء الفلك. الغبار لا يخرج ببساطة من النجم ليشكل كرة ضبابية كما هو متوقع ؛ بدلاً من ذلك ، يتشكل فقط في منطقة مخروطية الشكل حيث تتصادم الرياح القادمة من النجمين.

لأن النجم الثنائي في حركة مدارية ثابتة ، يجب أن تدور مقدمة الصدمة هذه أيضًا. ثم يتم لف العمود السخامي بشكل طبيعي في حلزوني ، بنفس الطريقة التي يتم بها لف النفاثة من رشاش الحديقة الدوارة.

ومع ذلك ، فإن WR140 لديها بعض الحيل الأخرى في جعبتها التي تضيف تعقيدًا أكثر ثراءً إلى شاشتها المبهرجة. لا يكون النجمان في مدارات دائرية بل بيضاوية ، علاوة على ذلك ، يتم تشغيل وإيقاف إنتاج الغبار بشكل عرضي مع اقتراب الثنائي من نقطة الاقتراب الأقرب ويغادرانها.

https://www.youtube.com/watch؟v=AdtJA-seD8Q

كلما اقترب WR140 مع نجمه الثنائي من بعضهما البعض ، تتدفق نبضة من الغبار إلى الفضاء.

نموذج مثالي تقريبًا

من خلال نمذجة كل هذه التأثيرات في الهندسة ثلاثية الأبعاد لعمود الغبار ، تتبع فريقنا موقع ميزات الغبار في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

من خلال تمييز صور التدفق المتوسع بعناية والتي تم التقاطها في مرصد كيك في هاواي ، أحد أكبر التلسكوبات البصرية في العالم ، وجدنا أن نموذجنا الخاص بالتدفق المتوسع يناسب البيانات بشكل مثالي تقريبًا.

باستثناء ذرة واحدة. بالقرب من النجم ، لم يكن الغبار في المكان الذي كان من المفترض أن يكون فيه. لقد تبين أن مطاردة هذا الشخص غير الملائم الصغير يقودنا إلى ظاهرة لم يتم التقاطها من قبل بالكاميرا.

قوة الضوء

نحن نعلم أن الضوء يحمل زخمًا ، مما يعني أنه يمكنه الضغط على مادة تُعرف باسم ضغط الإشعاع. نتيجة هذه الظاهرة ، في شكل مادة تجوب بسرعة عالية حول الكون ، واضحة في كل مكان.

لكنها كانت عملية صعبة للغاية. تتلاشى القوة بسرعة مع المسافة ، لذا لكي ترى المادة تتسارع ، عليك أن تتبع بدقة شديدة حركة المادة في مجال إشعاع قوي.

تبين أن هذا التسارع هو العنصر الوحيد المفقود في نماذج WR140. لم تكن بياناتنا مناسبة لأن سرعة التمدد لم تكن ثابتة: فقد حصل الغبار على دفعة من ضغط الإشعاع.

كان التقاط ذلك لأول مرة أمام الكاميرا شيئًا جديدًا. في كل مدار ، يبدو الأمر كما لو أن النجم يرفع شراعًا عملاقًا مصنوعًا من الغبار. عندما يلتقط الشراع الغباري إشعاعًا كثيفًا يتدفق من النجم ، مثل يخت يصطاد عاصفة ، يقوم الشراع المغبر بقفزة مفاجئة إلى الأمام.

حلقات الدخان في الفضاء

النتيجة النهائية لكل هذه الفيزياء جميلة بشكل مذهل. مثل لعبة الساعة ، ينفث WR140 حلقات دخان منحوتة بدقة مع كل مدار مدته ثماني سنوات.

كل حلقة محفورة بكل هذه الفيزياء الرائعة المكتوبة بتفاصيل شكلها. كل ما علينا فعله هو الانتظار والرياح المتوسعة تضخم غلاف الغبار مثل البالون حتى يصبح كبيرًا بما يكفي لتصوير تلسكوباتنا.

في كل مدار مدته ثماني سنوات ، تتشكل حلقة جديدة من الغبار حول WR140.
يينو هان / جامعة كامبريدجو قدم المؤلف

ثم بعد ثماني سنوات ، يعود الثنائي في مداره وتبدو قذيفة أخرى مماثلة لتلك التي سبقتها ، تنمو داخل فقاعة سابقتها. تستمر القذائف في التراكم مثل مجموعة شبحية من دمى التعشيش العملاقة.

ومع ذلك ، فإن المدى الحقيقي الذي وصلنا إليه في الهندسة الصحيحة لشرح هذا النظام النجمي المثير للفضول لم يتم إعادته إلينا حتى وصلت صورة Webb الجديدة في يونيو.

أكدت الصورة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (على اليسار) بالتفصيل تنبؤات النموذج (على اليمين).
ينهو هان / بيتر توثيل / رايان لاوو قدم المؤلف

لم تكن هنا واحدة أو اثنتين ، ولكن أكثر من 17 قذيفة منحوتة بشكل رائع ، كل واحدة منها نسخة طبق الأصل تقريبًا متداخلة داخل القشرة التي تسبقها. وهذا يعني أن القشرة الخارجية الأقدم والمرئية في صورة الويب يجب أن تكون قد تم إطلاقها قبل 150 عامًا تقريبًا من الإصدار الأحدث ، والتي لا تزال في مهدها وتتسارع بعيدًا عن زوج النجوم المضيء الذي يقود الفيزياء في قلب النظام.

بفضل أعمدةها الرائعة وألعابها النارية البرية ، قدمت Wolf-Rayets واحدة من أكثر الصور إثارة للاهتمام والأكثر تعقيدًا التي تم إصدارها بواسطة تلسكوب Webb الجديد.

كانت هذه واحدة من أولى الصور التي التقطها ويب. علماء الفلك جميعًا على حافة مقاعدنا ، في انتظار ما سيبعثه هذا المرصد إلينا من عجائب جديدة.


نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى