يمكن للمجالات المغناطيسية الضعيفة التي اكتشفها تلسكوب FAST الصيني أن تقلب نظرية تشكل النجوم
.jpg)
الغبار في سحابة الثور الجزيئية ، الذي ينظر إليه على أنه درجات وردية في ضوء الأشعة تحت الحمراء البعيدة ، يتتبع مناطق كثيفة من الغاز حيث تتشكل النجوم. تشير دراسة أجريت على أحد أجنة السحابة النجمية إلى أن العملية سريعة.
لطالما اعتقد علماء الفلك أن الأمر يستغرق ملايين السنين لتجمع بذور النجوم مثل الشمس معًا. تتحد الغيوم المكونة من غاز الهيدروجين في الغالب تحت الجاذبية إلى نوى ما قبل النجم كثيفة بدرجة كافية للانهيار وإثارة الاندماج النووي ، بينما تبقي القوى المغناطيسية المادة في مكانها وتبطئ العملية. لكن الملاحظات باستخدام أكبر تلسكوب لاسلكي في العالم تلقي بظلال من الشك على فترة الحمل الطويلة هذه. قام الباحثون بتقريب نواة ما قبل النجم في سحابة غاز عملاقة - الحاضنة لمئات من النجوم الصغيرة - ووجدوا أن النواة الصغيرة قد يتشكل أسرع بعشر مرات مما كان يعتقد ، وذلك بفضل الحقول المغناطيسية الضعيفة.
تقول باولا كاسيلي من معهد ماكس بلانك لفيزياء الفضاء ، والتي لم تشارك في البحث: "إذا ثبت أن هذا هو الحال في سحب الغاز الأخرى ، فسيكون ذلك ثوريًا بالنسبة لمجتمع تشكل النجوم".
كانت دراسة ولادة النجوم والشد والجذب بين قوى الجاذبية والمغناطيسية بمثابة تحدٍ لأن الحقول المغناطيسية يمكن أن تكون أضعف بمقدار 100,000 مرة من المجالات المغناطيسية على الأرض. الطريقة الوحيدة المباشرة لاكتشافها تأتي من ظاهرة تسمى تأثير زيمان ، حيث تتسبب الحقول المغناطيسية في انقسام ما يسمى بالخطوط الطيفية بطريقة تعتمد على قوة المجال. هذه الخطوط الطيفية هي أنماط ساطعة أو مظلمة حيث تبعث الذرات أو الجزيئات أو تمتص أطوال موجية معينة من الضوء. بالنسبة لسحب الغاز ، يحدث انقسام زيمان بأطوال موجية راديوية ، لذلك هناك حاجة إلى تلسكوبات راديوية. ويجب أن تكون الأطباق كبيرة من أجل تكبير منطقة صغيرة من الفضاء وكشف مثل هذا التأثير الدقيق.
في السابق ، استخدم الباحثون تلسكوب أريسيبو الراديوي في بورتوريكو - والذي انهار في عام 2020 - لدراسة ليندز 1544 ، وهو نواة نجمية معزولة نسبيًا داخل سحابة توروس الجزيئية ، على بعد 450 سنة ضوئية فقط من الأرض. قاموا بقياس الحقول المغناطيسية في طبقات الغاز الرقيقة البعيدة عن اللب ، حيث تهيمن القوى المغناطيسية على الجاذبية. قاموا أيضًا بتحليل الحقول الأقوى داخل اللب ، حيث سادت الجاذبية لأن اللب أكثر كثافة بـ 10,000 مرة من الطبقة الخارجية ، كما يقول ريتشارد كروشر ، عالم الفلك الراديوي في جامعة إلينوي ، أوربانا شامبين.
ما كان مفقودًا هو فحص المنطقة الوسيطة بين اللب والطبقة الخارجية. أصبح هذا الآن موضع تركيز مع متتبع جديد لتأثير زيمان - خط امتصاص هيدروجين معين - تم اكتشافه بواسطة التلسكوب الراديوي الكروي ذو الفتحة البالغة خمسمائة متر (FAST) ، وهو طبق عملاق بني داخل حوض طبيعي في جنوب غرب الصين.
في دراسة نُشرت اليوم في دورية Nature ، أفاد الباحثون بوجود مجال مغناطيسي بقوة 4 ميكروغاوس - ليس أقوى من الطبقة الخارجية. "إذا نجحت النظرية القياسية ، يجب أن يكون المجال المغناطيسي أقوى بكثير لمقاومة زيادة كثافة السحب بمقدار 100 ضعف. قال دي لي ، كبير العلماء في FAST الذي قاد الدراسة ، "لم يحدث هذا لم يحدث".
يضيف كاسيلي: "تقول الورقة أساسًا أن الجاذبية تسيطر في السحابة: وهنا تبدأ النجوم في التكون ، وليس في اللب الكثيف". "هذا بيان كبير جدا."
يشير الاكتشاف إلى أن سحابة الغاز يمكن أن تتطور إلى جنين نجمي أسرع 10 مرات مما كان يعتقد سابقًا ، كما يقول المؤلف الرئيسي تاو تشونج تشينج Tao-Chung Ching من المراصد الفلكية الوطنية التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم.
يقول لي إنه يريد دراسة السحب الجزيئية الأخرى لمعرفة ما إذا كانت دروس ليندز 1544 تنطبق بشكل عام. يمكن القيام بذلك باستخدام مصفوفة التلسكوب اللاسلكي FAST أو مصفوفة التلسكوب الراديوي مثل المصفوفة الكبيرة جدًا في نيو مكسيكو ، أو مصفوفة الكيلومتر المربع القادمة في جنوب إفريقيا وأستراليا.
باستخدام متتبع تأثير زيمان الذي تم اكتشافه بواسطة FAST ، قد يتمكن علماء الفلك من قياس شدة المجال المغناطيسي في أقراص تراكم الغاز والغبار حول النجوم المولودة حديثًا. من شأن ذلك أن يساعد العلماء على فهم الظروف الأولية لتكوين الكواكب بشكل أفضل ، كما يقول باتريك هينبيل ، عالم الفيزياء الفلكية النظرية في الهيئة الفرنسية للطاقات البديلة والطاقة الذرية.
منذ افتتاحه في عام 2016 ، شكل FAST قوة رئيسية في البحث عن النجوم الدوارة والمنهارة المعروفة باسم النجوم النابضة. توضح النتيجة الجديدة كيف أن الرؤية الحادة والحساسية الرائعة "يجب أن تؤدي إلى تقدم كبير في جميع مجالات علم الفلك الراديوي ، بما في ذلك تكوين النجوم" ، كما يقول كروشر.
في أبريل 2021 ، تم فتح FAST رسميًا لعلماء الفلك من خارج الصين. يقول لي إن FAST تلقت طلبات من 16 دولة ، وأن حوالي 10٪ إلى 15٪ من وقت المراقبة بالمنشأة قد تم تخصيصه الآن للمستخدمين خارج الصين.
المصدر: