مجرة درب التبانة "ولودة"!

وتكشف أشعة غاما الناتجة عن الاضمحلال الإشعاعي للنظائر الناتجة أثناء تشكل النجوم أن النجوم تتشكل بمعدل أربعة إلى ثمانية أضعاف كتلة الشمس سنويا. وقد لا يبدو هذا كثيرا، لكنه يزيد بمرتين إلى أربع مرات عن التقديرات الحالية، ما يشير إلى أن مجرتنا الأصلية ليست هادئة تماما كما كنا نعتقد.

وهذا له آثار مهمة على فهمنا لتطور مجرتنا، حيث أن معدل ولادة النجوم وموتها يمكن أن يغير التركيب الكيميائي للمجرة.

وتم قبول ورقة بحثية تصف الاكتشاف، بقيادة عالم الفيزياء الفلكية توماس سيغيرت، من جامعة Würzburg في ألمانيا، للنشر في علم الفلك والفيزياء الفلكية، وهي متاحة على خادم ما قبل الطباعة arXiv.

وتعرف النجوم بأنها المصانع التي تنتج عناصر الكون الأكثر تعقيدا. فعندما تموت، ينفث موتها العنيف العناصر الأثقل في الفضاء بين النجوم، لتنجرف في سحب أو ليتم التقاطها من قبل النجوم الجديدة التي تتشكل.

وولادات النجوم نشطة مثلها مثل موتها. فهي تتشكل في سحب من كتل كثيفة من الغبار والغاز بين النجوم، وتنهار تحت الجاذبية وتلتهم المواد من الفضاء المحيط بها حتى يكون هناك ضغط وحرارة كافيان في قلبها لإشعال الاندماج. وأثناء قيامها بذلك، تبدأ في إطلاق رياح نجمية قوية تنفث الجزيئات إلى الفضاء، وتتسارع نفاثات من أقطابها من الجزيئات على طول المجال المغناطيسي للنجم. وأحد العناصر المعروفة نتيجة موت النجم، وهو نظير مشع للألمنيوم يسمى الألومنيوم -26، لا يدوم طويلا من الناحية الكونية؛ فيبلغ عمر النصف لديه 717000 سنة. وعندما يتحلل، ينتج عنه إشعاع غاما بطول موجي محدد.

إقرأ المزيد

سحب كائن غامض إلى الثقب الأسود في مركز مجرتنا!

لكن الألومنيوم -26 موجود أيضا بكميات كبيرة في سحب المواد التي تحيط بالنجوم المتكونة حديثا. وإذا تجاوزت السرعة التي تسقط بها المادة في النجم سرعة الصوت، تتشكل موجة صدمية، وتولد أشعة كونية. وعندما تصطدم الأشعة بالنظائر الموجودة في الغبار، مثل الألومنيوم -27 والسيليكون -28، فيمكنها إنتاج نظير الألمنيوم -26.

لذلك، من خلال النظر في ميزانية إشعاع غاما في الكون الناتج عن التحلل الإشعاعي للألمنيوم 26، يمكن لعلماء الفلك تقدير المعدل الذي تولد به النجوم التي تولد النظائر وتموت في مجرة درب التبانة، ويستخدمون ذلك لتحديد إجمالي معدل توليد النجوم.

وتقع التقديرات الحالية لمعدل تشكل النجوم في مجرة درب التبانة عند كتلة حوالي شمسين من المواد المحولة إلى نجوم كل عام. ونظرا لأن معظم النجوم في مجرة درب التبانة أقل كتلة بكثير من الشمس، فمن المقدر أن تكون في المتوسط حوالي ستة أو سبعة نجوم سنويا.

وقد أجرى سيغرت وزملاؤه إحصاء لإشعاع غاما من الألومنيوم -26 في المجرة، وأجروا نمذجة لمعرفة آلية الإنتاج الأكثر احتمالا للوفرة المرصودة لهذا الضوء. فوجدوا أن الأنسب هو معدل تشكل النجوم من حوالي أربعة إلى ثمانية كتل شمسية في السنة. أو ما يصل إلى 55 نجما تقريبا في السنة.

ولا يزال هناك مجال لتحسين هذا التقدير؛ فلم تقم النماذج بإعادة إنتاج إشعاع غاما لمجرة درب التبانة كما هو ملاحظ حاليا؛ ويمكن أن تغير مسافة مصدر أشعة غاما التقدير النهائي، ولكن من الصعب قياسها. وهذا هو السبب في أن الباحثين لم يتمكنوا إلا من إعطاء نطاق تقريبي لمعدل تشكل النجوم، بدلا من تحديد كتلة محددة.

ومع ذلك، فإن طريقة الفريق تبشر بفهم أفضل لكيفية تكوين درب التبانة نجوما جديدة. وعادة ما يكون تكوين النجوم محاطا بغاز كثيف وغبار تصعب رؤيته.

المصدر: ساينس ألرت