عندما تم إطلاق تلسكوب هابل الفضائي في عام 1990، كان لدى مجتمع علم الفلك المتحمسين قائمة ضخمة من الأهداف التي كانوا يأملون أن يتمكن التلسكوب الجديد من رصدها. وكان أحدها سديم أوريون الشهير الذي يمكن رؤيته بالعين المجردة. تقع أوريون على بعد حوالي 1400 سنة ضوئية، وهي أقرب منطقة ضخمة لتشكل النجوم إلى الأرض. في سنواته القليلة الأولى، عانى هابل من مشكلة مرآة معيبة، ولكن بمجرد إصلاح ذلك، قام التلسكوب بفحص أوريون.
وكان أحد اكتشافاته هو الأجسام المظلمة غير العادية التي يبدو أن لها ذيولًا. لقد تم رؤيتهم من قبل، ولكن ليس بهذه التفاصيل. وفي ورقة بحثية عام 1993، حدد الباحثون أنها كانت أقراص كوكبية أولية، وصياغة مصطلح Proplyd. لكن هذه البروبليدات كانت مختلفة عن غيرها بسبب ذيولها. هذه الذيول جزء من مفارقة في سديم أوريون.
بعض صور هابل المبكرة للبروبليدات في أوريون. حقوق الصورة: O’Dell، Wen، and Hu 1992. ApJ.
لماذا تبدو الأقراص وأغلفتها الغازية الممتدة أقدم بكثير من النجوم نفسها؟
بحث جديد في علم الفلك والفيزياء الفلكية لديه إجابة. إنه بعنوان “الاندماج الثلاثي المستحث في θ 1 Ori C يحل مشكلة العمر الافتراضي والقشرة الصغيرة الغريبة لـ M42.” المؤلف الرئيسي هو مايتي فيلهلم، عالمة فلك في جامعة ليدن في هولندا.
كتب المؤلفون: “يوجد توتر طويل الأمد بين العصور النجمية في مجموعة سديم أوريون (ONC) والتبخر الضوئي الخارجي السريع لأقراص الكواكب الأولية”.
يركز هذا البحث على النجم الأكثر ضخامة في أوريون: 1 Ori C1 (Theta-1 Orionis C1). 1 Ori C1 هو أيضًا النجم الأكثر ضخامة في مجموعة شبه منحرف الشهيرة، والتي تهيمن عليها مجموعة من أربعة نجوم في قلب أوريون. يعمل إشعاعها القوي على تجريد المواد من أقراص الكواكب الأولية في المنطقة. تتدفق مادة القرص بعيدًا، لتشكل شكلًا يشبه الذيل.
الكتلة شبه المنحرفة في قلب سديم أوريون. 1 Ori C1 هو ألمع نجم في هذه الصورة. حقوق الصورة: البيانات: أرشيف تراث هابل، المعالجة: روبرت جيندلر
لكن كمية المواد التي تم تجريدها حتى الآن لا تتطابق مع عمر 1 Ori C1 والنجوم الأخرى. يبلغ عمر النجوم مليون سنة، لذا كان من المفترض أن يتم تجريد المادة منها منذ فترة طويلة.
هناك لغز إضافي. وكتب المؤلفون: “في الآونة الأخيرة، وجد أن غلاف سديم الجبار أصغر سنا من نجومه ديناميكيا”.
لقد تعلمنا الكثير عن أوريون منذ أيام هابل الأولى. تمت ملاحظة العديد من الأشياء بشكل أعمق وقياسها بدقة أكبر، بما في ذلك مدى سرعة تمدد قشرة أوريون.
يوضح الباحثون: “في الآونة الأخيرة، تم قياس سرعة تمدد مكون القشرة في سديم أوريون بنحو 13 كم/ ثانية”. يبلغ نصف قطر الصدفة حوالي 2.5 قطعة، لذلك يشير هذا إلى أن عمرها حوالي 0.3 مليون سنة فقط. نظرًا لأن تمدد القشرة يكون مدفوعًا في الغالب بالرياح النجمية القادمة من النجوم في مجموعة سديم أوريون، فإن هذا يخلق معضلة أخرى.
كتب المؤلفون: “من المثير للدهشة أن نلاحظ أن العمليتين اللتين تدعمهما النجوم الضخمة في ONC يبدو أن لهما عمرًا ديناميكيًا أصغر من عمر النجم المستنتج”.
الصورة الكبيرة للعنقود شبه المنحرف في أوريون مأخوذة من هابل. الصورة الداخلية عبارة عن لقطة مقربة لأحد النجوم في كوكبة أوريون، توضح كيف تعمل الرياح النجمية على تآكل دُفعاتها. حقوق الصورة: NASA/STScI/Rice Univ./C.O’Dell et al / O. Berné, I. Schrotter, PDRs4All)
واقترح باحثون آخرون تفسيرا لهذه التناقضات. ربما تكون هناك مجموعات مختلفة من النجوم بأعمار مختلفة، مدفوعة بطرد النجوم الضخمة التي عطلت وأثارت حلقات مختلفة من تكوين النجوم. لكن هذا التفسير لم يستمر.
في هذا العمل، يقترح المؤلفون أن الاندماج النجمي يفسر لغز أوريون.
وكتب الباحثون “نقترح سيناريو جديدا يهدف إلى حل القضايا العمرية”. “في السيناريو الخاص بنا، النجم الأكثر ضخامة في ONC، θ 1 Ori C1، تشكل من اندماج نجمين ثنائيين…”
لدى 1 Ori C1 شريك ثنائي حالي، 1 Ori C2، وقد أدى وجوده إلى الاندماج بين 1 Ori C1 ونجم شريك آخر، وفقًا للمؤلفين.
أدى هذا إلى إنشاء 1 Ori C1 الذي نراه اليوم. إنه نجم ضخم وساخن من النوع O، وهو النوع الأكثر ضخامة من النجوم في التسلسل الرئيسي. يمتلك 1 Ori C1 أكثر من 33 كتلة شمسية، ويوفر إشعاعه فوق البنفسجي معظم إضاءة أوريون.
اختبر المؤلف الرئيسي فيلهلم وزملاؤه هذه الفكرة مقابل عمليات المحاكاة. لقد أظهروا أن سيناريو الاندماج معقول. قبل الاندماج، كان إشعاع النجوم أضعف بكثير، وكانت البروبليدات أكثر قدرة على تحملها. وهذا يعني أن الأقراص المتربة نجت طوال معظم عمر نجومها. ولكن بعد الاندماج، أدى تدفق الإشعاع من 1 Ori C1 إلى تغيير قواعد اللعبة.
تظهر هذه الصورة جزءًا من أوريون. يوضح النجم LL Orionis، على الرغم من أنه ليس جزءًا من هذا العمل، قوة الرياح النجمية. إنه أعلى وعلى يسار الوسط، ويتم تمييزه بصدمة القوس. يُصدر النجم رياحًا نجمية قوية تُحدث الصدمة، حيث تصطدم رياحه بالغاز الموجود في أوريون. يتم إنشاء مورفولوجيا الغاز المعقدة في أوريون بواسطة رياح من نجوم مختلفة. حقوق الصورة: وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وفريق تراث هابل
يوضح المؤلفون: “هذا الاندماج، الذي حدث بين الحلقة الأخيرة من تكوين النجم واليوم، أدى إلى زيادة اللمعان، مما أدى إلى تبخر ضوئي خارجي أقوى وتوسع متسارع للقشرة”.
لكن هذا لا يمكن أن يفسر كيف تبدو قشرة سديم أوريون أصغر سنا من نجومه. وكتب الباحثون: “ومع ذلك، فإن الزيادة المطلوبة في لمعان الرياح النجمية ستكون أكبر من اندماج بسيط يمكن تفسيره”. يتطلب التمدد السريع لقذيفة الغاز عنصرًا إضافيًا. لا يمكن للاندماج وحده أن يقود كل هذا التوسع.
ويقول الباحثون إن الغاز البارد المنبعث من أقراص التبخر لعب دورًا. ومن خلال الاختلاط مع الغاز الأكثر سخونة داخل الغلاف المتوسع، كان من الممكن أن يولد القوة الإضافية اللازمة لتفسير تمدد الغلاف.
تُظهر هذه الصورة النموذجية ثلاثية الأبعاد فقاعة الغاز المتوسعة لأوريون باللون الأزرق. الاندماج النجمي ليس كافيًا في حد ذاته لتفسير توسع الفقاعة. حقوق الصورة: NASA، ESA، Frank Summers (STScI)، Greg T. Bacon (STScI)، Lisa Frattare (STScI)، Zolt G. Levay (STScI)، K. Litaker (STScI) شكر وتقدير: أكسل ميلينجر، روبرت جيندلر، روجيليو بي أندريو
يشرح هذا العمل أيضًا بعض الأشياء الغريبة الأخرى: 1 Ori C1 لديه مجال مغناطيسي مائل ونيتروجين زائد، وكلاهما يمكن تفسيره عن طريق الاندماج.
وقال المؤلف المشارك سيمون بورتيجيس زوارت في بيان صحفي: “هذه هي المرة الأولى التي نشهد فيها عواقب اصطدام نجمي كبير في جوارنا الكوني”. “ويظهر أيضًا أن الاصطدامات النجمية قد تكون أكثر شيوعًا مما كنا نعتقد سابقًا، وأنها يمكن أن يكون لها عواقب بعيدة المدى.”
وقال المؤلف الرئيسي فيلهلم: “تظهر فكرتنا أن التأثيرات الدقيقة في الأنظمة النجمية الثلاثية يمكن أن يكون لها تأثير كبير على البيئات التي تتشكل فيها النجوم، وربما حتى على الكواكب التي لا تزال في طور التشكل”.
“نقترح سيناريو جديدًا يمكن أن يساعد في تفسير كل من مشكلة عمر البروبليد في ONC ومشكلة عمر غلاف سديم أوريون. يتضمن السيناريو الخاص بنا اندماج ثنائي نجمي في النجم الضخم الحالي θ 1 Ori C1، بوساطة تذبذبات vZLK الناجمة عن الرفيق الثنائي الحالي θ 1 Ori C2،” كما خلص المؤلفون.
