היווצרות כוכבים בתוך צבירים מסיביים נותרה אחת הבעיות הקשות ביותר באסטרופיזיקה המודרנית. גז צפוף, קרינה קיצונית ורוחות כוכבים עזות מסתירים את השלבים המוקדמים ביותר של התפתחות הכוכבים. טלסקופים אופטיים אינם יכולים לחדור לסביבות אלו. תצפיות אינפרא אדום הן חיוניות. ה טלסקופ החלל ג'יימס ווב מספק כעת את היכולת הזו ברמה חסרת תקדים.
תמונת החודש האחרונה של JWST של ESA, שכותרתה "כוכבי גמד בשמים נוצצים," מציג תצוגה אינפרא אדום מפורטת של צביר הכוכבים ווסטרלונד 2. צביר זה, הממוקם עמוק בתוך שביל החלב, מכיל כמה מהכוכבים המסיביים ביותר של הגלקסיה לצד אוכלוסייה עצומה של עצמים חלשים, בעלי מסה נמוכה. התמונה של JWST חושפת את הטווח המלא הזה לראשונה. היא מראה כיצד כוכבים נוצרים, מתפתחים בסביבה כוכבית אחת ומשפיעים על גומלין.
Westerlund 2 והסביבה הגלקטית שלו
Westerlund 2 נמצא במרחק של כ-20,000 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים קארינה. הוא יושב בתוך אזור המימן המיונן המכונה מסטיק 29. אזור זה עשיר בגז ואבק, אשר סופג אור נראה ומסתיר את הצביר מטלסקופים מסורתיים.
ה אֶשׁכּוֹל עצמו קומפקטי. הוא משתרע על פני מספר שנות אור בלבד אך מכיל אלפי כוכבים. רבים מהם מסיביים ביותר. כוכבים אלו שולטים בתפוקת האנרגיה של הצביר ומעצבים את סביבתם כמעט מיד לאחר היווצרותם.
תצפיות קודמות, כולל אלו מה- טלסקופ החלל האבלחשפו את החברים המבריקים ביותר של Westerlund 2. JWST מרחיב כעת את ההשקפה הזו הרבה יותר עמוק. אורכי גל אינפרא אדום עוברים דרך אבק וחושפים כוכבים שלא היו נראים בעבר. זה משנה את האופן שבו האסטרונומים מפרשים את הצביר כמכלול.
איך JWST תפס את התמונה
התמונה משלבת נתונים מ JWSTהמצלמה של Near-Infra Red (NIRCam) והמכשיר Mid-Infra Red (MIRI). NIRCam מזהה אורכי גל אינפרא אדום קצרים יותר הנפלטים על ידי כוכבים חמים וצעירים. MIRI לוכדת חומר קריר יותר כמו אבק וגז מולקולרי.
ביחד, מכשירים אלה מייצרים תצוגה שכבתית של האשכול. כוכבים בהירים נראים מוגדרים בחדות. אזורים קרירים יותר זוהרים ברכות. עננים צפופים בולטים בבירור על הרקע.
התמונה אינה יחידה חשיפה. הוא מייצג נתונים מעובדים בקפידה המשמרים מבנים פיזיים תוך הדגשת הבדלי טמפרטורה. בחירות הצבע תואמות ספציפיות אינפרא אדום אורכי גל. הם מאפשרים לאסטרונומים להתחקות אחר האופן שבו האנרגיה זורמת באזור. גישה זו הופכת את התמונה מרשומה חזותית למערך נתונים מדעי.
סביבה כוכבת קיצונית
Westerlund 2 מכיל כמה מהכוכבים הזוהרים והמסיביים ביותר בעולם שְׁבִיל הַחָלָב. כוכבים אלו פולטים קרינה אולטרה סגולה עזה. הם גם יוצרים רוחות כוכבים חזקות שנעות באלפי קילומטרים לשנייה. אנרגיה זו מעצבת מחדש את הערפילית שמסביב. הגז מתחמם. אבק נשחק. חללים נוצרים סביב הכוכבים הבהירים ביותר. JWSTהתמונה של לוכדת את האפקטים הללו לפרטי פרטים. אזורים בצבע אדום וכתום בוהקים מסמנים חומר צפוף שחומם על ידי קרינה. גווני כחול וורוד חלשים יותר מתארים גז מפוזר יותר שנסחף בין מבנים. הערפילית נראית סוערת מכיוון שהיא סוערת.
למרות הכאוס הזה, היווצרות כוכבים ממשיך. כוכבים חדשים צצים גם כאשר מבוגרים משבשים את סביבתם. איזון זה הופך את Westerlund 2 למעבדה קריטית להבנת האופן שבו מתפתחים אשכולות מסיביים.
האוכלוסייה הנסתרת של גמדים חומים
אחת התוצאות החשובות ביותר של תצפית זו היא זיהוי של גמדים חומים ברחבי הצביר. ננסים חומים נוצרים כמו כוכבים אך לעולם אינם מגיעים למסה הדרושה לשמירה על היתוך מימן. הם נשארים חלשים וקרירים לאורך כל חייהם. במקבצים צפופים קשה לזהות ננסים חומים. כוכבים בהירים מציפים את האור שלהם. אבק מטשטש אותם עוד יותר. JWST מתגבר על שני האתגרים.
הנתונים חושפים גמדים חומים בעלי מסה נמוכה פי עשר מזו של יוּפִּיטֶר. זה מאשר שעצמים בעלי מסה נמוכה נוצרים אפילו בסביבות קיצוניות הנשלטות על ידי כוכבים מסיביים. לתוצאה זו יש השלכות רחבות. זה עוזר להגביל מודלים של היווצרות כוכבים. הוא גם מבהיר כיצד מתפתחות התפלגות מסה כוכבית בצבירים צעירים.
רגישות האינפרה-אדום של JWST חושפת גם מאות כוכבים המוקפים בדיסקים מקיפים. דיסקים אלו מורכבים מגזים ואבק שנותרו מתהליך היווצרות הכוכבים. הם מייצגים את חומר הגלם לכוכבי לכת. ב-Westerlund 2, דיסקים אלו קיימים תחת לחץ מתמיד. קרינה אולטרה סגולה מכוכבים מסיביים סמוכים מחממת ומפשיטה חומר. רוחות כוכבים דוחסות ושחוקות את קצוות הדיסקים. חלק מהדיסקים נראים קומפקטיים ושלמים. אחרים מראים סימני הפרעה. JWST מאפשר לאסטרונומים להשוות את המצבים הללו ישירות בתוך אותה סביבה.
מידע זה עוזר להסביר מדוע היווצרות כוכבי לכת מתקדמת אחרת על פני השטח גָלַקסִיָה. זה גם מדגיש כמה נדירות עשויות להיות סביבות רגועות כמו השכונה הסולארית שלנו.
הערפילית כמבנה דינמי
הערפילית שמסביב מגיבה באופן פעיל לתפוקת האנרגיה של הצביר. התמונה של JWST מציגה אינטראקציה זו בהקלה חדה. מבנים חוטים עוקבים אחר חזיתות זעזועים שבהן רוחות מתנגשות בגז צפוף. אזורים חלולים מסמנים אזורים שהתפנו על ידי לחץ קרינה. עננים צמריריים מעידים על סחף של חומר מהאשכול.
כַּמָה כוכבים בחזית הצג קוצים מובהקים של עקיפה. הכוכבים האלה קרובים יותר כַּדוּר הָאָרֶץ ואינם חלק מ-Westerlund 2. העיצוב האופטי של JWST מייצר את התבניות הללו באופן טבעי ומוסיף עומק לתמונה. יחד, תכונות אלו חושפות סביבה תלת מימדית המעוצבת על ידי משוב מתמיד בין כוכבים לגז.
תמונת "כוכבי הגמד בשמים נוצצים" חושפת עצמים קלושים המוסתרים מאחורי אבק צפוף. הוא מחבר בין מבנים בקנה מידה קטן לתהליכים בקנה מידה גדול. זה הופך את ההתבוננות לתובנה. Westerlund 2 מופיע כעת כמערכת שלמה. כוכבים עצומים, ננסים חומים, דיסקים מתפתחים וגז סוער כולם מתקיימים יחד במרחב צר. JWST מראה כיצד הם משפיעים אחד על השני מהשלבים המוקדמים ביותר.
שמיים בהירים!
קישור לכתבת המקור – 2025-12-22 05:58:00
