[/شرح]
لفترة طويلة ، أدرك العلماء أن النجوم تتشكل عندما تخضع المادة بين النجوم داخل السحب العملاقة للهيدروجين الجزيئي لانهيار الجاذبية. كيف يحافظون على سحب الغاز والغبار التي تغذي نموهم دون هبوبه كله؟ ومع ذلك ، اتضح أن المشكلة أقل غموضا مما كانت تبدو عليه في السابق. أظهرت دراسة نُشرت هذا الأسبوع في مجلة Science كيف يمكن أن يستمر نمو نجم ضخم على الرغم من ضغط الإشعاع المتدفق للخارج الذي يتجاوز قوة الجاذبية التي تسحب المواد إلى الداخل.
قال المؤلف الرئيسي مارك كرومهولز ، الأستاذ المساعد لعلم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، إن النتائج الجديدة تفسر أيضًا لماذا تميل النجوم الضخمة إلى الحدوث في أنظمة النجوم الثنائية أو المتعددة. المؤلفون المشاركون هم ريتشارد كلاين وكريستوفر ماكي وستيلا أوفنر من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وأندرو كانينغهام من مختبر لورانس ليفرمور الوطني.
ضغط الإشعاع هو القوة التي يمارسها الإشعاع الكهرومغناطيسي على الأسطح التي يضربها. هذا التأثير ضئيل بالنسبة للضوء العادي ، لكنه يصبح مهمًا في الأجزاء الداخلية للنجوم بسبب شدة الإشعاع. في النجوم الضخمة ، الضغط الإشعاعي هو القوة السائدة التي تتصدى للجاذبية لمنع المزيد من انهيار النجم.
وقال كرومهولز: "عندما تطبق ضغط الإشعاع من نجم ضخم على الغاز النجمي حوله ، وهو أكثر غموضًا بكثير من الغاز الداخلي للنجم ، يجب أن ينفجر سحابة الغاز". أشارت دراسات سابقة إلى أن ضغط الإشعاع سوف يفجر المواد الخام لتكوين النجوم قبل أن يصبح النجم أكبر بكثير من كتلة الشمس بحوالي 20 مرة. ومع ذلك ، فإن الفلكيين يلاحظون النجوم أكبر من ذلك بكثير.
أمضى فريق البحث سنوات في تطوير أكواد حاسوبية معقدة لمحاكاة عمليات تكوين النجوم. إلى جانب التطورات في تكنولوجيا الكمبيوتر ، مكنتهم أحدث برامجهم (المسماة ORION) من تشغيل محاكاة مفصلة ثلاثية الأبعاد لانهيار سحابة ضخمة من الغازات بين النجوم لتشكيل نجم ضخم. يتطلب المشروع أشهرًا من وقت الحوسبة في مركز San Diego Supercomputer Center.
أظهرت المحاكاة أنه مع انهيار الغاز المغبر على النواة المتزايدة لنجم ضخم ، مع دفع ضغط الإشعاع إلى الخارج وجاذبية المواد التي تسحب إلى الداخل ، تتطور عدم الاستقرار التي تؤدي إلى قنوات حيث ينبعث الإشعاع عبر السحابة إلى الفضاء بين النجوم ، بينما يستمر الغاز في الانخفاض إلى الداخل من خلال قنوات أخرى.
قال كرومهولز: "يمكنك رؤية أصابع الغاز تتساقط وتسرب الإشعاع بين أصابع الغاز". "هذا يوضح أنك لست بحاجة إلى أي آليات غريبة ؛ يمكن أن تتكون النجوم الضخمة من خلال عمليات التراكم تمامًا مثل النجوم ذات الكتلة المنخفضة ".
يؤدي دوران سحابة الغاز أثناء انهيارها إلى تكوين قرص من مادة تتغذى على "البروستار" المتنامي. القرص غير مستقر في الجاذبية ، على الرغم من ذلك ، مما تسبب في تكتل وتشكيل سلسلة من النجوم الثانوية الصغيرة ، ينتهي معظمها بالاصطدام مع البروستار المركزي. في المحاكاة ، أصبح نجم ثانوي ضخمًا بما يكفي للانفصال والحصول على قرصه الخاص ، لينمو ليصبح نجمًا مصاحبًا ضخمًا. تشكل نجم صغير ثالث وتم إخراجه في مدار واسع قبل السقوط مرة أخرى والاندماج مع النجم الأساسي.
عندما أوقف الباحثون المحاكاة ، بعد السماح لها بالتطور لمدة 57000 سنة من وقت المحاكاة ، كان للنجمين كتلة 41.5 و 29.2 مرة من كتلة الشمس وكانا يدوران حول بعضهما البعض في مدار واسع إلى حد ما.
قال كرومهولز: "ما تشكل في المحاكاة هو تكوين شائع للنجوم الضخمة". "أعتقد أنه يمكننا الآن التفكير في لغز كيفية قدرة النجوم الضخمة على التكون ليتم حلها. لقد جعل عصر الحواسيب الفائقة والقدرة على محاكاة العملية في ثلاثة أبعاد الحل ممكنًا ".
المصدر: UC Santa Cruz
