الكون ينتج نجوم أكثر ضخامة مما كنا نظن

تكبير / 30 دورادوس ، المعروف أيضا باسم سديم الرتيلاء ، هو تشكيل عدد كبير بشكل غير عادي من النجوم الهائلة

لمحبي الدراما ، يمكن أن يكون الكون قليلا من خيبة الامل. معظم النجوم التي تنتجها حاليا حمراء M-الأقزام. مع كتل أقل من نصف كتلة الشمس ، هذه الإرادة حرق الوقود برضا لمليارات السنين ثم تدريجيا تتلاشى. النجوم الضخمة ، مع 10 مرات أو أكثر من المواد الموجودة في الشمس ، سوف تنفجر وربما ترك كائن غريب مثل ثقب أسود وراء. لكنها ندرة نسبية في الوقت الحاضر كون.

أو هكذا اعتقدنا. مسح جديد لمنطقة تشكل النجوم المجاورة إلى درب التبانة عثر على فائض من النجوم مع 30 مرة أو أكثر كتلة الشمس – وفائض أكبر من 60 مرة كتلة الشمس. الاكتشاف يشير إلى أننا يمكن أن نرى الكثير المستعرات الأعظمية والثقوب السوداء. وهذا يعني أيضا أنه قد يكون هناك شيء جوهري قبالة عن نماذجنا من تشكيل النجوم.

حدود على bigness

تتشكل النجوم من مزيج من الغاز والمواد الأخرى التي يتم رسمها معا عن طريق الجاذبية. لكن أشياء مثل الزخم الزاوي والحرارة من الاحتكاك مكافحة سحب الجاذبية. ينتهي تشكيل النجوم يصل إلى كونه فعل التوازن ، مع وجود قيود على كمية المواد التي يمكن أن تتراكم قبل اشتعال النجم في الانصهار. مرة واحدة أن يحدث ، سوف الحرارة والضوء للنجم طرد أي مادة لم يتم تناولها بالفعل.

عموما ، هذا يجعل النجوم الأصغر نتيجة محتملة أكثر في في الوقت الحاضر الكون (الفيزياء كانت مختلفة بعض الشيء في وقت مبكر في تاريخ الكون ، عندما كان هناك أكثر بقليل من الكثافة غيوم الهيدروجين حولها). لذلك ، إذا كنت مسح كبيرة بما فيه الكفاية جزء من المجرة ومن ثم رسم عدد من النجوم ضد جماهيرهم ، يجب أن ترى انخفاضا مطردا في عدد مثل الكتلة ترتفع. لقد سمحت لنا المحاكاة بتكوين النجوم معدل هذا الانخفاض.

ضمني في كل هذا هو أن المنحدر سوف يصل في النهاية صفر في بعض الكتلة. فوق هذه النقطة ، تشكيل نجم من خلال هذا يجب ألا تكون الآلية ممكنة.

يبدو أن هذا ينجح في المجرة القريبة ، ولكن كان هناك تلميحات إلى أنها لا تصمد في مناطق تكوين النجوم المكثفة. تم العثور على معظم هؤلاء على مسافات بعيدة ، حيث الشباب ورأى الكون في كثير من الأحيان فترات من تكوين النجوم المكثفة ، وخلق ما يسمى “مجرات النجمي”. هناك ، مع ذلك ، واحد مثال قريب نسبيا من قبل. سحابة ماجلاني الكبيرة ، صغيرة تحتوي مجرة ​​القمر الصناعي التي تدور حول درب التبانة ، على منطقة دعا 30 Doradus. 30 Doradus لديه عدد كبير من النجوم الشباب ، بما في ذلك العديد من النجوم الكبيرة جدًا – ربما بما في ذلك أكبر النجوم لاحظ من أي وقت مضى.

النجمي

لذلك قرر فريق كبير من علماء الفلك تحليل البيانات من 30 Doradus التي تم الحصول عليها عن طريق مسح القيام به باستخدام جدا تلسكوب كبير. ركز العمل على الخصائص الطيفية لل النجوم التي يمكن حلها بشكل فردي ، وتحليل ثنائي يمكن أن تكون النجوم صعبة ، نظرًا لأنك لا تعرف مقدار النجوم يساهم. تم استخدام المعلومات الطيفية لتقدير العمر وحجم النجوم.

واتضح أن الكثير من النجوم كانت كبيرة. من 452 نجوم تمكن الفلكيون من ملاحظة ، وكان 247 أكبر من 15 الشمسية الجماهير ، وهو ما يعني أن كل منهم مصير أن ينفجر في النجم المتفجر. عموما ، هذه البيانات تؤيد انخفاض أبطأ في التردد مع الكتلة – يبدو أن هناك نجومًا أكبر من نجومنا أقترح. لهذا السبب ، تشكلت الكتلة القصوى للنجوم في 30 دورادوس ليس منخفضًا كما توقعنا. لقد كان التوقع أن 150 كتلة شمسية ستكون الحد الأعلى ، لكن الباحثين وجدت واحدة أكثر من 200 كتلة شمسية (لدى باحثون آخرون ادعى نجم في المنطقة حوالي 300 كتلة شمسية). ولهم يمكن أن تستبعد البيانات فقط نجوم 500 كتلة شمسية بنسبة 90٪ الثقة.

هذا لا يعني أن الأرقام الموجودة في 30 Doradus نموذجية المجرة ككل ، حيث تنطوي أحداث النجمي على مجموعة مميزة من الحالات التي توجد عادة في المجرات الناضجة مثل درب التبانة. ليس من الواضح حتى أنه نموذجي من انفجار النجوم الأخرى المناطق ، بالنظر إلى أن هذا هو أول ما حصلنا عليه. ولكن إذا كان الأمر كذلك ، فيجب أن يكون هناك الكثير من النجوم الضخمة هناك مما كنا نظن.

على المستوى الأساسي ، وهذا يعني أن نماذجنا من تشكيل النجوم غير مكتملة ولا تفسر بنجاح شروط حدث النجمي. ولكن هذا يعني أيضًا توقعاتنا للمعدل من الظواهر المختلفة يمكن أن يكون بعيدا. سوف تحدث المستعرات الأعظمية 70 في المئة في كثير من الأحيان أكثر مما كنا نظن وتنتج ثلاث مرات الكثير من المعدن. تصادم الثقب الأسود ، الذي اكتشفناه للتو ، يجب أن يحدث في 2.8 مرات ما كنا سابقا المقدرة.

هذه الأرقام بها خطأ تجريبي كبير جدًا ، لذلك بما يتفق مع مجموعة كبيرة من القيم. ولكن ، كما قدرتنا على الكشف عن الأحداث المؤقتة وزيادة موجات الجاذبية ، يمكننا البدء في وضع بعض القيود على وتيرة هذه الأنواع من الأحداث.

العلوم ، 2017. DOI: 10.1126 / science.aan0106 (حول دويس).