أجرى طالب جامعي في جامعة ماساتشوستس في أمهرست (UMA) بحثًا عن نمو النجوم والنجوم.
كيف تنمو المجرات؟
يعرف علماء الفلك أن تطور المجراتوينتج عن عمليتين: نمو الثقوب السوداء الهائلة في مركز كل منها وتكوين نجوم جديدة. لكن كيفية ارتباط هذه العمليات ظلت لغزا، وهي واحدة من الأسئلة التي سيدرسها تلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي تم إطلاقه حديثا. إن عمل ميريديث ستون، التي ستتخرج من برنامج علم الفلك بجامعة UMass Amherst في مايو 2022، سيساعد العلماء على فهم كيفية ارتباطهم بشكل أفضل.
"نحن نعلم أن المجرات تنمو،يقول ستون، الذي أكمل الدراسة تحت إشراف ألكسندرا بوب، أستاذ علم الفلك بجامعة UMA وكبير مؤلفي ورقة بحثية جديدة نُشرت مؤخرًا في مجلة الفيزياء الفلكية: "تتصادم وتتغير طوال حياتهم". "ونحن نعلم أن نمو الثقوب السوداء وتكوين النجوم يلعبان دورًا حاسمًا. ومن المعروف أن هذين العاملين مرتبطان ويؤثر كل منهما على الآخر. ولكن حتى الآن كان من الصعب أن نفهم بالضبط كيف.
ما المشكلة؟
أحد أسباب صعوبة الدراسةالتفاعل بين الثقوب السوداء والنجوم هو أنه من الصعب على علماء الفلك مراقبة هذه التفاعلات بشكل حقيقي. المشكلة هي أن جميع العمليات المهمة مخفية خلف سحب ضخمة من الغبار الكوني. وبالتالي، في المجرات التي تشكل النجوم بشكل نشط، يمكن أن يمتص أكثر من 90٪ من الضوء المرئي.
المجرة NGC 1614. الصورة: ناسا
ومع ذلك، هناك حلا:عندما يمتص الغبار الضوء المرئي، فإنه يسخن. وعلى الرغم من أن العين البشرية المجردة لا تستطيع رؤية الحرارة، إلا أن التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء تستطيع ذلك. كجزء من الدراسة الجديدة، استخدم العلماء تلسكوب سبيتزر الفضائي الذي تم جمعه خلال حملة مسح المراصد الكبرى لجميع السماء (GOALS). الهدف هو دراسة الأطوال الموجية المتوسطة للأشعة تحت الحمراء لبعض المجرات الأكثر سطوعًا والقريبة نسبيًا من الأرض. وعلى وجه الخصوص، ظل علماء الفلك يبحثون عن علامات خاصة تمثل بصمات الثقوب السوداء والنجوم في خضم التكوين.
هل هناك حل
المشكلة أن هذه الآثار ضعيفة جدًا ،ولا يمكن تمييزها تقريبًا عن الضوضاء العامة لطيف الأشعة تحت الحمراء. كجزء من دراسة جديدة ، قامت ميريديث ستون بمعايرة قياسات هذه المؤشرات لتكون أكثر دقة.
بمجرد أن تلقى علماء الفلك بيانات أكثر وضوحامن خلال ملاحظاتهم، رأوا أن نمو الثقب الأسود وتشكل النجوم يحدثان في نفس الوقت في نفس المجرات، ويبدو أنهما يؤثران على بعضهما البعض.
حتى أن العلماء قاموا بحساب النسبة التييصف كيفية ارتباط هاتين الظاهرتين. وهكذا، اكتشف علماء الفلك خطوط الانبعاث اللامعة [Ne ii] و[Ne iii]، وهي “المسؤولة” عن تكوين النجوم، وخطوط الانبعاث الأضعف [Ne ii] و[O iv] من المجرات ذات النوى النشطة. (AGN) عبر الطيف بأكمله. اتضح أن لمعان Ne ii ثابت تمامًا في جميع خلايا جزء AGN، في حين أن لمعان [O]iv و[Nev] يزيد بأكثر من مرتبة من حيث الحجم.
وجد الباحثون أيضًا أن الاستخداماللمعان [O iv] بدون تصحيح لتكوين النجوم يمكن أن يؤدي إلى المبالغة في تقدير معدل تراكم الثقب الأسود (BHAR ، معدلات تراكم الثقب الأسود) حتى 30 مرة في مجرات الأشعة تحت الحمراء المضيئة (LIRG ، مجرات الأشعة تحت الحمراء المضيئة) مع غلبة التوهجات النجمية . تزداد نسبة معدل BHAR إلى تكوين النجوم بأكثر من ثلاث مرات من حيث الحجم اعتمادًا على نسبة النوى المجرية النشطة في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة لمجرات LIRG.
لماذا هذا مهم؟
هذا ليس فقط علمي مثيرإنجاز. ستساعد نتائج الدراسة الجديدة على استخدام JWST ، مع وصوله غير المسبوق إلى ضوء منتصف الأشعة تحت الحمراء ، لدراسة تكوين المجرات عن كثب. بعد كل شيء ، على الرغم من أن العلماء قد حسبوا كيفية ارتباط الثقوب السوداء والنجوم في مجرة واحدة ، فإن سبب حدوث ذلك يظل لغزًا.
قراءة المزيد:
لقد وجد الفيزيائيون "ساعة" عالمية في الفضاء: فهي أكثر دقة من الذرية
وجد علماء الآثار رسومات لأشخاص مخيفين برؤوس ضخمة: من هم
التقط تلسكوب جيمس ويب الصورة الأولى للمشتري: لديه 9 أهداف متحركة في وقت واحد