تم اكتشاف أول قرص محيطي خارج مجرة ​​درب التبانة

يكشف اكتشاف رائد من قبل علماء الفلك عن قرص يدور حول نجم عالي الكتلة في سحابة ماجلان الكبرى، مما يوفر رؤى جديدة حول تكوين النجوم في بيئات مجرية مختلفة.

أعلن فريق دولي من علماء الفلك عن أول اكتشاف لهيكل قرص دوار حول نجم عالي الكتلة يتشكل خارج كوكبنا. درب التبانة في مجرة ​​أخرى.

يحيط القرص بنجم شاب ضخم يقع في حضانة نجمية تسمى N180، ويقيم في مجرة ​​قزمة قريبة تسمى سحابة ماجلان الكبرى.

يقع على بعد 163000 سنة ضوئية من الأرض، وهو أبعد قرص حول نجم ضخم تم اكتشافه بشكل مباشر على الإطلاق.

يُظهر انطباع هذا الفنان نظام HH 1177، الموجود في سحابة ماجلان الكبرى، وهي مجرة ​​مجاورة لمجرتنا. يقوم الجسم النجمي الشاب الضخم الذي يلمع في المركز بجمع المواد من القرص المغبر أثناء طرد المواد في نفاثات قوية. الائتمان: إسو / م. نذير كورن

الملاحظات الرائدة مع ALMA

استخدام شبكة أتاكاما المليمترية/دون المليمترية الكبيرة (ألما) في تشيلي، حيث المرصد الأوروبي الجنوبي (إسو) شريكًا، لاحظ الباحثون حركات الغاز حول جسم نجمي شاب في سحابة ماجلان الكبرى، بما يتوافق مع قرص كيبلر التراكمي – وهو نوع القرص الذي يغذي نمو النجوم من خلال سقوط المادة.

بقيادة جامعة دورهام وضم علماء فلك من مركز تكنولوجيا علم الفلك في المملكة المتحدة، ونشرت النتائج التي توصل إليها الفريق في المجلة طبيعة.

عندما تنجذب المادة نحو النجم المتنامي، لا يمكنها أن تسقط عليه مباشرة؛ بدلا من ذلك، فإنه يتسطح في قرص يدور حول النجم. وبالقرب من المركز، يدور القرص بشكل أسرع، وهذا الاختلاف في السرعة هو الدليل القاطع الذي يوضح لعلماء الفلك وجود قرص تراكمي.

بفضل القدرات المشتركة للتلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي ومصفوفة أتاكاما المليمترية / تحت المليمترية الكبيرة (ALMA)، والتي تعد ESO شريكًا فيها، تم رصد قرص حول نجم شاب ضخم في مجرة ​​أخرى. تُظهر عمليات رصد المستكشف الطيفي متعدد الوحدات (MUSE) على VLT، على اليسار، السحابة الأم LHA 120-N 180B التي تم فيها رصد هذا النظام، المسمى HH 1177، لأول مرة. الصورة في الوسط تظهر الطائرات المصاحبة. يتم توجيه الجزء العلوي من الطائرة نحونا قليلاً وبالتالي يتحول نحو اللون الأزرق. يتحرك الجزء الموجود في الأسفل بعيدًا عنا وبالتالي ينحرف نحو اللون الأحمر. كشفت مشاهدات ALMA، على اليمين، عن قرص يدور حول النجم، وبالمثل تتحرك جوانبه باتجاهنا وبعيدًا عنا. المصدر: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. ماكلويد وآخرون.

وجهات نظر المحقق الرئيسي

قالت المؤلفة الرئيسية للدراسة، الدكتورة آنا ماكلويد من مركز علم الفلك خارج المجرة في جامعة دورهام: “عندما رأيت لأول مرة دليلاً على وجود بنية دوارة في بيانات ALMA، لم أستطع أن أصدق أننا اكتشفنا أول قرص تراكم خارج المجرة؛ لقد كانت لحظة خاصة.

“نحن نعلم أن الأقراص ضرورية لتكوين النجوم والكواكب في مجرتنا، وهنا، ولأول مرة، نرى دليلا مباشرا على ذلك في مجرة ​​أخرى.

“نحن في زمن التقدم التكنولوجي السريع في المرافق الفلكية.

“إن القدرة على دراسة كيفية تشكل النجوم على هذه المسافات المذهلة وفي مجرة ​​مختلفة أمر مثير للغاية. »

تُظهر هذه الفسيفساء، في وسطها، صورة حقيقية للنظام النجمي الشاب HH 1177، في سحابة ماجلان الكبرى، وهي مجرة ​​مجاورة لمجرة درب التبانة. تم الحصول على الصورة باستخدام المستكشف الطيفي متعدد الوحدات (MUSE) الموجود على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، وتُظهر نفاثات تم إطلاقها من النجم. استخدم الباحثون بعد ذلك مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA)، والتي تعد ESO شريكًا فيها، للعثور على دليل على وجود قرص يحيط بالنجم الشاب. يظهر تصور فني للنظام، يُظهر كلا من النفاثات والقرص، على اللوحة اليمنى. الائتمان: إسو / أ. ماكلويد وآخرون./م. نذير كورن

خصائص وآثار الاكتشاف

النجوم الضخمة، مثل تلك التي نراها هنا، تتشكل بسرعة أكبر بكثير وتعيش حياة أقصر بكثير من النجوم منخفضة الكتلة مثل شمسنا.

من الصعب جدًا ملاحظة هذه النجوم الضخمة في مجرتنا، وغالبًا ما تكون محجوبة بسبب المادة الغبارية التي تتشكل منها على شكل قرص يتشكل حولها.

على عكس الأقراص المحيطة بالنجم المماثلة في درب التبانة، فإن هذا النظام مرئي بصريًا، ويرجع ذلك على الأرجح إلى انخفاض محتوى الغبار والمعادن في محيطه. وهذا يعطي علماء الفلك نظرة ثاقبة لديناميات التراكم التي عادة ما تكون مخفية خلف حجاب الغاز والغبار.

يشير تحليل القرص إلى وجود منطقة كبلرية داخلية تنتقل إلى مادة معصومة من الخطأ على مسافات أكبر من النجم المركزي. وتشير التقديرات إلى أن كتلة النجم تبلغ حوالي 15 مرة كتلة شمسنا.

وعلى الرغم من أنها تظهر العديد من السمات المألوفة لأقراص درب التبانة، إلا أنها تظهر أيضًا بعض الاختلافات المثيرة للاهتمام.

يبدو أن المحتوى المعدني المنخفض النموذجي لـ LMC يجعل القرص أكثر استقرارًا ضد التجزئة.

يزيد الاكتشاف الناجح لهذا القرص المحيط بالنجم خارج المجرة من فرص العثور على المزيد من هذه الأنظمة باستخدام ALMA والجيل القادم من المصفوفة الكبيرة جدًا (ngVLA).

ستساعدنا دراسة تكوين النجوم والأقراص في بيئات مجرية مختلفة على استكمال فهمنا لأصول النجوم.

لمعرفة المزيد عن هذا الاكتشاف، راجع علماء الفلك يكتشفون قرصًا مكونًا للكواكب في مجرة ​​أخرى.

بفضل ALMA، اكتشف علماء الفلك لأول مرة قرصًا حول نجم شاب خارج مجرتنا. وهذا الفيديو يلخص الاكتشاف. الائتمان: إسو

المرجع: “تم الكشف بصريًا عن قرص كبلر محتمل يغذي نجمًا شابًا ضخمًا” بقلم آنا إف ماكلويد، وباميلا دي كلاسن، وميجان رايتر، وجوناثان هنشو، ورولف كويبر، وآدم جينسبيرغ، 29 نوفمبر 2023، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-023-06790-2