النجوم الأسرع من الصوت تكشف عن قلب درب التبانة

في هذه الصورة بالأشعة تحت الحمراء من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا ، تولد الرياح النجمية المتدفقة من النجم سريع الحركة زيتا أوفيوتشي صدمة قوسية تُرى على أنها خيوط جوسامر متوهجة ، والتي ، بالنسبة لهذا النجم ، لا تُرى إلا في ضوء الأشعة تحت الحمراء. قد تسمح لنا عملية مماثلة في مركز المجرة بالعثور على النجوم التي لا يمكننا رؤيتها بأي طريقة أخرى ، وفقًا لبحث جديد. ناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية

النجمة الأسرع من الصوت زيتا أوفيوتشي. تخلق الرياح النجمية من هذا النجم صدمة القوس في الفضاء ، والتي يمكن رؤيتها هنا في ضوء الأشعة تحت الحمراء عبر تلسكوب سبيتزر الفضائي. النجوم الأسرع من الصوت مثل هذا النجم ، في قلب مجرتنا درب التبانة ، قد تسمح لعلماء الفلك بسبر مجرة ​​درب التبانة الداخلية. الصورة عبر NASA / JPL-Caltech.


مجرتنا ، درب التبانة ، تحيط بنا في الفضاء. من النصف الشمالي للكرة الأرضية ، نتطلع نحو مركز المجرة في أمسيات الصيف المتأخرة. نحن ننظرباتجاهولكن لابداخله. لا يمكننا أن نرى مباشرة في قلب المجرة في الضوء المرئي ، لأن الغبار بين النجوم المتداخل يحجب رؤيتنا. في هذا الأسبوع (22 سبتمبر 2015) ، أعلن علماء الفلك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية عن تقنية جديدة محتملة للتحديق في القلب الخفي لمجرتنا درب التبانة. يريدون استخدام موجات الراديو منالنجوم الأسرع من الصوت، النجوم تسافر عبر الفضاء أسرع من سرعة الصوت.

تُظهر صورة تلسكوب سبيتزر الفضائي أعلاه نجمًا أسرع من الصوت يكون قريبًا نسبيًا منا في الفضاء. إنه النجم زيتا في كوكبة Ophiuchus the Serpent Bearer ، على بعد حوالي 370 سنة ضوئية فقط. زيتا أوفيوتشي أسخن بست مرات ، وثماني مرات أوسع ، وكتلة 20 مرة ، وحوالي 80000 ضعف سطوع شمسنا. ناسا قالت هذا النجم:


... يسير بخطى سريعة تبلغ حوالي 54000 ميل في الساعة (24 كم في الثانية) ، بسرعة كافية لكسر حاجز الصوت في المادة البينجمية المحيطة. بسبب هذه الحركة ، فإنها تخلق صدمة قوسية مذهلة قبل اتجاه حركتها (إلى اليسار). يشبه الهيكل التموجات التي تسبق قوس السفينة أثناء تحركها عبر الماء ، أو الدوي الصوتي لطائرة تضرب سرعات تفوق سرعة الصوت.

تنتج النجوم الأسرع من الصوت مثل زيتا أوفيوتشي موجات الراديو. يفعلون ذلك عندما تصطدم صدمتهم القوسية السابقة بسحب ضعيفة من الغاز بين النجمي والغبار في الفضاء. يتسبب الاصطدام في تسارع الإلكترونات - الجسيمات دون الذرية الموجودة في جميع الذرات - وينتج التسارع موجات راديو عبر عملية تسمىإشعاع السنكروترون.

الآن قم بتحويل المشهد إلى مركز مجرتنا درب التبانة ، على بعد حوالي 26000 سنة ضوئية. هناك ، كما يقول علماء الفلك بجامعة هارفارد ، تتأثر النجوم بقوة الجاذبيةالثقب الأسود المركزي الهائل في مجرتنا. يشير علماء الفلك إلى أن:

عندما يصل نجم في المدار إلى أقرب نقطة له من الثقب الأسود ، يمكنه بسهولة اكتساب السرعة [الأسرع من الصوت] المطلوبة.




وما هي هذه السرعة؟ قال أحد الباحثين ، Idan Ginsburg من جامعة هارفارد ، في رسالة بريد إلكتروني إلى ForVM:

اسمحوا لي أن أشرح ما تعنيه الأسرع من الصوت في هذا السياق. مركز المجرة أكثر كثافة وسخونة من معظم 'الفضاء' في مجرة ​​درب التبانة. هذا يرفع من سرعة الصوت. لذلك ، على الرغم من أن سرعة الصوت على الأرض تبلغ حوالي 340 م / ث عند مستوى سطح البحر ، إلا أنها أكبر بكثير في مركز المجرة. هناك ، تبلغ سرعة الصوت في الواقع بضع مئات من الكيلومترات في الثانية. إنه أكبر بنحو 1000 مرة!

لذلك ، عندما نتحدث عن النجوم الأسرع من الصوت في مركز المجرة ، فإننا نتحدث عن النجوم التي تتحرك آلاف الكيلومترات في الثانية. هذا يعادل ملايين الأميال في الساعة.

كيف تكون النجوم الأسرع من الصوت في مركز المجرة - التي قد تكون صدماتها القوسية تصطدم بالوسط النجمي منتجة موجات راديوية - مفيدة لهؤلاء الفلكيين؟ على عكس الضوء المرئي ، يمكن لموجات الراديو أن تخترق الغبار. وبالتالي فإن هؤلاء الفلكيين يريدون فحص موجات الراديو من النجوم الأسرع من الصوت في قلب مجرة ​​درب التبانة ، لمعرفة المزيد عن هذه المنطقة المخفية من الفضاء.


هل ستعمل؟ يقول الباحثون إنهم سيختبرون هذه التقنية باستخدام نجم معين في مركز المجرة. يطلق علماء الفلك على هذا النجم الساطع والساخن S2. يمكن رؤيته بالأشعة تحت الحمراء بالرغم من كل الغبار. عندما تكون أقرب إلى مركز المجرة ، تتحرك S2 أكثر من 10 ملايين ميل في الساعة! ستعمل أقرب نقطة لها إلى مركز المجرة في أواخر عام 2017 أو أوائل عام 2018. عندما يحدث ذلك ، سيستهدفها علماء الفلك الراديوي للبحث عن الانبعاثات الراديوية من موجة الصدمة الخاصة بها. علق عالم الفلك بجامعة هارفارد آفي لوب:

سيكون S2 اختبارنا الأساسي. إذا تم رؤيتها في الراديو ، فمن المحتمل أن نتمكن من استخدام هذه الطريقة للعثور على النجوم الأصغر والأكثر خفوتًا - النجوم التي لا يمكن رؤيتها بأي طريقة أخرى.

خلاصة القول: أعلن علماء الفلك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية أن لديهم تقنية جديدة للتحديق في القلب المخفي لمجرة درب التبانة. إنهم يريدون فحص موجات الراديو من النجوم الأسرع من الصوت ، والنجوم التي تسافر عبر الفضاء بين النجوم أسرع من سرعة الصوت ، في قلب المجرة.

عبر مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية