النجوم الثقيلة بشكل غير متوقع من علماء الفلك اللغز منذ زمن طويل

يتم الجمع بين 3000 صورة لالتقاط صورة شخصية مذهلة لمجرة درب التبانة

قام أكسل ميلينجر من جامعة سنترال ميشيغان بإنشاء هذه الصورة البانورامية لمجرة درب التبانة من 3000 صورة فردية تم دمجها مع النماذج الرياضية. (رصيد الصورة: دكتور أكسل ميلينجر)





كشفت دراسة جديدة أن النجوم القديمة الموجودة في المناطق الخارجية من مجرتنا درب التبانة مليئة ببعض من أثقل العناصر الكيميائية ، والتي يمكن أن تكون قد تشكلت في التاريخ المبكر للمجرة.

عندما وجد علماء الفلك كميات كبيرة بشكل غير طبيعي من العناصر الثقيلة مثل الذهب والبلاتين واليورانيوم في بعض أقدم النجوم في مجرة ​​درب التبانة ، شعروا بالحيرة ، لأن وفرة من المعادن الثقيلة جدًا لا تُرى إلا في الأجيال اللاحقة من النجوم.

للتحقيق في هذا اللغز ، لاحظ الباحثون هذه النجوم القديمة على مدار عدة سنوات باستخدام أسطول تلسكوبات المرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي. قاموا بتدريب تلسكوباتهم على 17 نجمًا 'غير طبيعي' في مجرة ​​درب التبانة وُجد أنها غنية بأثقل العناصر الكيميائية.



تم تفصيل نتائج الدراسة في عدد 14 نوفمبر من مجلة Astrophysical Journal Letters.

وقالت المؤلفة الرئيسية للدراسة تيريز هانسن ، عالمة الفيزياء الفلكية في معهد نيلز بور بجامعة كوبنهاغن ، في بيان: `` توجد في الأجزاء الخارجية من مجرة ​​درب التبانة حفريات نجمية قديمة من طفولة مجرتنا ''. تقع هذه النجوم القديمة في هالة فوق وتحت القرص المسطح للمجرة. في نسبة صغيرة - حوالي 1 إلى 2 في المائة من هذه النجوم البدائية - تجد كميات غير طبيعية من أثقل العناصر بالنسبة للحديد والعناصر الثقيلة الأخرى 'العادية'. [أهم 10 نجوم ألغاز]

قامت هانسن وزملاؤها بحساب الحركات المدارية للنجوم ، مما أدى إلى دليل مهم حول نوع الآليات التي يجب أن تكون قد خلقت العناصر الثقيلة في النجوم.



وفقًا للباحثين ، هناك نظريتان محتملتان لشرح هذه النجوم القديمة ، وكلاهما تتمحور حول انفجارات المستعر الأعظم ، عندما ينفد الوقود من النجوم الضخمة وتنهار في رشقات نارية نشطة.

بعد وقت قصير من نشأة الكون ، سيطرت عليه عناصر خفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم. عندما تجمعت سحب هذه الغازات معًا وانهارت على نفسها تحت تأثير جاذبيتها ، تشكلت النجوم الأولى.

في قلب هذه النجوم ، اندمج الهيدروجين والهيليوم معًا وشكلوا العناصر الثقيلة الأولى مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين.



عندما ماتت هذه النجوم الضخمة في انفجارات المستعر الأعظم ، فإنها تنشر العناصر المتكونة حديثًا كسحب غازية في الفضاء. انهارت هذه السحب الغازية في النهاية على نفسها مرة أخرى لتشكل نجومًا جديدة تحتوي على العناصر الأثقل. خلال هذه العملية ، تصبح الأجيال الجديدة من النجوم أكثر ثراءً وأكثر ثراءً في العناصر الثقيلة.

بعد بضع مئات الملايين من السنين ، كانت جميع العناصر الكيميائية المعروفة موجودة. لكن النجوم المبكرة جدًا احتوت فقط على جزء من الألف من كمية العناصر الثقيلة التي تُرى في الشمس والنجوم الأخرى اليوم. تقترح هانسن وزملاؤها أن بعض النجوم المبكرة ربما كانت في أنظمة ثنائية قريبة. في مثل هذا النظام النجمي المزدوج ، عندما يتحول نجم ما إلى مستعر أعظم ، كان سيغلف نجمه المصاحب بطبقة رقيقة من العناصر الثقيلة مثل الذهب واليورانيوم.

قال هانسن: 'أظهرت ملاحظاتي لحركات النجوم أن غالبية النجوم السبعة عشر الغنية بالعناصر الثقيلة هي في الحقيقة منفردة'. ثلاثة فقط تنتمي إلى أنظمة النجوم الثنائية - هذا طبيعي تمامًا ، 20٪ من جميع النجوم تنتمي إلى أنظمة النجوم الثنائية. لذا فإن نظرية النجم المجاور المطلي بالذهب لا يمكن أن تكون التفسير العام.

نظرية أخرى هي أن المستعرات الأعظمية المبكرة يمكن أن تطلق نفاثات من هذه العناصر في اتجاهات مختلفة ، وتشتيتها في السحب الغازية المحيطة التي شكلت في النهاية بعض النجوم التي نراها اليوم في مجرة ​​درب التبانة ، ويمكن أن يساعد هذا السيناريو في تفسير عدد النجوم القديمة قال الباحثون إنه أصبح غنيًا بشكل غير طبيعي بالعناصر الثقيلة.

وقال هانسن: 'في انفجار المستعر الأعظم ، تتشكل العناصر الثقيلة مثل الذهب والبلاتين واليورانيوم ، وعندما تصطدم الطائرات بسحب الغاز المحيطة ، سيتم تخصيبها بالعناصر وتشكيل النجوم الغنية بالعناصر الثقيلة بشكل لا يصدق'.

تابع موقع ProfoundSpace.org للحصول على أحدث أخبار علوم الفضاء والاستكشاف على Twitter تضمين التغريدة و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .