استكشاف سديم كارينا

عندما يريد الفلكيون النظر في جميع مراحل ولادة النجوم وموت النجوم في مجرة ​​درب التبانة ، غالبًا ما يوجهون نظرتهم إلى سديم كارينا العظيم ، في قلب كوكبة كارينا. غالبًا ما يشار إليها باسم سديم Keyhole بسبب منطقتها المركزية على شكل ثقب المفتاح. بكل المقاييس ، سديم الانبعاث هذا (الذي يطلق عليه لأنه ينبعث منه الضوء) هو واحد من أكبر السديم الذي يمكن ملاحظته من الأرض ، وهو يقزم سديم الجبار في كوكبة الجوزاء. هذه المنطقة الشاسعة من الغاز الجزيئي ليست معروفة جيدًا للمراقبين في نصف الكرة الشمالي لأنها كائن سماء جنوبية. إنها تقع على خلفية مجرتنا ويبدو أنها تمتزج مع نطاق الضوء هذا الذي يمتد عبر السماء.

منذ اكتشافها ، سحبت هذه السحابة العملاقة من الغاز والغبار علماء الفلك. إنها توفر لهم موقعًا واحدًا لدراسة العمليات التي تشكل وتشكل وتدمر النجوم في مجرتنا.

سديم Carina هو جزء من ذراع Carina-Sagittarius لدرب التبانة. مجرتنا على شكل حلزوني ، مع مجموعة من الأذرع الحلزونية التي تدور حول قلب مركزي. كل مجموعة من الأسلحة لديها اسم محدد.

المسافة إلى سديم كارينا تقع في مكان ما بين 6000 و 10000 سنة ضوئية منا. إنه واسع للغاية ، يمتد عبر حوالي 230 سنة ضوئية من الفضاء ، وهو مكان مزدحم للغاية. وداخل حدوده توجد غيوم داكنة حيث تتشكل النجوم حديثة الولادة ، ومجموعات من النجوم الفتية الساخنة ، والنجوم الميتة القديمة ، وبقايا العملاق النجمية التي انفجرت بالفعل على أنها مستعرات أعظمية. الأكثر شهرة هو النجم المتغير الأزرق المضيء Eta Carinae.

اكتشف عالم الفلك نيكولاس لويس دي لاكاييل سديم كارينا عام 1752. لاحظه لأول مرة من جنوب أفريقيا. منذ ذلك الوقت ، تمت دراسة السديم الموسع بشكل مكثف بواسطة المقاريب الأرضية والفضائية. مناطق ولادة النجوم وموت النجوم هي أهداف مغرية لل تلسكوب هابل الفضائي، تلسكوب سبيتزر ، مرصد شاندرا للأشعة السينية ، وغيرها الكثير.

تتبع عملية ولادة النجوم في سديم كارينا نفس المسار الذي تسلكه في غيوم الغاز والغبار الأخرى في جميع أنحاء الكون. المكون الرئيسي للسديم - غاز الهيدروجين - يشكل معظم السحب الجزيئية الباردة في المنطقة. الهيدروجين هو اللبنة الرئيسية للنجوم ، وقد نشأ في الانفجار الكبير منذ حوالي 13.7 مليار سنة. يتراكم في جميع أنحاء السديم سحب من الغبار والغازات الأخرى ، مثل الأكسجين والكبريت.

السديم مرصع بغيوم داكنة باردة من الغاز والغبار تسمى كرات بوك. وقد تم تسميتهم باسم الدكتور بارت بوك ، الفلكي الذي اكتشف لأول مرة ما كانت عليه. هذه هي الأماكن التي تحدث فيها أول ولادة نجمية ، مخفية عن الأنظار. تظهر هذه الصورة ثلاث جزر من الغاز والغبار في قلب سديم كارينا. تبدأ عملية ولادة النجوم داخل هذه الغيوم الجاذبية تسحب المواد إلى المركز. مع تجمع المزيد من الغاز والغبار معًا ، ترتفع درجات الحرارة ويولد جسم نجمي صغير (YSO). بعد عشرات الآلاف من السنين ، يكون البروستار في المركز ساخنًا بما يكفي لبدء دمج الهيدروجين في قلبه ويبدأ في التألق. يأكل إشعاع النجم الوليد عند سحابة الولادة ، ويدمرها بالكامل في النهاية. ينضح الضوء فوق البنفسجي من النجوم القريبة أيضًا مشاتل ولادة النجوم. تسمى العملية بالانحلال الضوئي ، وهي نتاج ثانوي لولادة النجوم.

اعتمادًا على مقدار الكتلة الموجودة في السحابة ، يمكن أن تكون النجوم المولودة بداخلها حول كتلة الشمس - أو أكبر بكثير. يحتوي Carina Nebula على العديد من النجوم الضخمة جدًا ، والتي تحترق ساخنة جدًا ومشرقة وتعيش حياة قصيرة لبضعة ملايين من السنين. يمكن لنجوم مثل الشمس ، التي هي أكثر من قزم أصفر ، أن تعيش منذ مليارات السنين. يحتوي Carina Nebula على مزيج من النجوم، كلهم ​​ولدوا على دفعات وتناثروا في الفضاء.

عندما تقوم النجوم بنحت سحب الغاز والغبار المولد ، فإنها تخلق أشكالًا جميلة بشكل مثير للدهشة. في سديم كارينا ، هناك العديد من المناطق التي تم اقتطاعها بفعل إشعاع النجوم القريبة.

واحد منهم هو Mystic Mountain ، وهو عمود من المواد المكونة للنجوم التي تمتد على مدى ثلاث سنوات ضوئية من الفضاء. تحتوي "القمم" المختلفة في الجبل على نجوم حديثة التكوين تتآكل في طريقها للخروج ، بينما تشكل النجوم القريبة الشكل الخارجي. في الجزء العلوي من بعض القمم توجد نفاثات من المواد تتدفق بعيدًا عن النجوم الصغيرة المخبأة في الداخل. في غضون بضعة آلاف من السنين ، ستكون هذه المنطقة موطنًا لمجموعة صغيرة مفتوحة من النجوم الفتية الساخنة داخل الحدود الأكبر لسديم كارينا. هنالك الكثير مجموعات النجوم (ترابطات النجوم) في السديم ، الذي يعطي الفلكيين نظرة ثاقبة حول الطرق التي تتكون بها النجوم معًا في المجرة.

تعتبر الكتلة النجمية الضخمة المسماة Trumpler 14 واحدة من أكبر المجموعات في سديم كارينا. يحتوي على بعض من أكبر النجوم وأكثرها سخونة في درب التبانة. Trumpler 14 عبارة عن تجمع نجمي مفتوح يحوي عددًا كبيرًا من النجوم الشابة الساخنة المضيئة في منطقة يبلغ طولها ست سنوات ضوئية. إنه جزء من مجموعة أكبر من النجوم الشابة الحارة تسمى Carina OB1 stellar Association. جمعية OB هي مجموعة تضم ما بين 10 إلى 100 نجم ساخن وشاب وكتل لا تزال متجمعة معًا بعد ولادتها.

تحتوي رابطة Carina OB1 على سبع مجموعات من النجوم ، ولدت جميعها في نفس الوقت تقريبًا. كما أن لديها نجمة ضخمة وساخنة للغاية تسمى HD 93129Aa. يقدر علماء الفلك أنه أكثر إشراقا 2.5 مليون مرة الشمس وهي واحدة من أصغر النجوم الساخنة في الكتلة. يبلغ عمر Trumpler 14 نفسه حوالي نصف مليون سنة فقط. على النقيض من ذلك ، يبلغ عمر مجموعة النجوم الثريا في تاوروس حوالي 115 مليون سنة. ترسل النجوم الشابة في مجموعة Trumpler 14 رياحًا شديدة بقوة عبر السديم ، مما يساعد أيضًا على نحت سحب الغاز والغبار.

مع عمر نجوم Trumpler 14 ، فإنهم يستهلكون وقودهم النووي بمعدل مذهل. عندما ينفد الهيدروجين ، سيبدأون في استهلاك الهليوم في قلوبهم. في نهاية المطاف ، سوف ينفد الوقود وينهار على أنفسهم. في نهاية المطاف ، سوف تنفجر هذه الوحوش النجمية الضخمة في انفجارات كارثية هائلة تسمى "انفجارات السوبرنوفا"إن موجات الصدمة من تلك الانفجارات سترسل عناصرها إلى الفضاء. هذه المادة ستثري الأجيال القادمة من النجوم التي سيتم تشكيلها في سديم كارينا.

من المثير للاهتمام ، على الرغم من أن العديد من النجوم قد تكونت بالفعل داخل مجموعة Trumpler 14 المفتوحة ، لا تزال هناك غيوم قليلة من الغاز والغبار المتبقية. واحد منهم هو الكرية السوداء في منتصف اليسار. قد يكون من الجيد رعاية عدد قليل من النجوم التي ستؤذي في النهاية حضارتهم وتتألق في بضع مئات الآلاف من السنين.

ليس بعيدًا عن Trumpler 14 هو الكتلة النجمية الضخمة التي تسمى Trumpler 16 - وهي أيضًا جزء من رابطة Carina OB1. مثل نظيره المجاور ، هذه المجموعة المفتوحة مليئة بالنجوم التي تعيش بسرعة وتموت صغيرة. أحد هذه النجوم هو المتغير الأزرق المضيء المسمى Eta Carinae.

هذا النجم الضخم (واحد من أ زوج ثنائي) تمر بمرحلة الاضطرابات كمقدمة لموتها في انفجار مستعر أعظم ضخم يسمى "مستعر أعظم" ، في وقت ما خلال المائة ألف عام القادمة. في أربعينيات القرن التاسع عشر ، أضاءت لتصبح ثاني ألمع نجم في السماء. ثم خفت بعد ذلك لما يقرب من مائة عام قبل أن يبدأ سطوعًا بطيئًا في أربعينيات القرن العشرين. حتى الآن ، إنه نجم قوي. إنها تشع طاقة أكبر بخمس ملايين مرة من الشمس ، حتى عندما تستعد لتدميرها في نهاية المطاف.

كما أن النجم الثاني للزوج ضخم للغاية - حوالي 30 مرة كتلة الشمس - ولكنه مخفي بواسطة سحابة من الغاز والغبار تقذفه الأساسي. تسمى هذه السحابة "Homunculus" لأنها تبدو وكأنها ذات شكل بشري تقريبًا. مظهره غير المنتظم هو شيء غامض. لا أحد متأكد تمامًا من سبب وجود السحابة المتفجرة حول إيتا كارينا ورفيقها بفصتين ويتم تثبيتها في المنتصف.

عندما ينفخ Eta Carinae في مجموعته ، سيصبح أكثر الأشياء سطوعًا في السماء. على مدى عدة أسابيع ، سوف تتلاشى ببطء. بقايا النجم الأصلي (أو كلا النجمين ، إذا انفجر كلاهما) ستندفع في موجات الصدمة من خلال سديم. في نهاية المطاف ، ستصبح هذه المادة اللبنات الأساسية لأجيال جديدة من النجوم في المستقبل البعيد.

يمكن لـ Skygazers الذين يجازفون إلى الروافد الجنوبية من نصف الكرة الشمالي وفي جميع أنحاء نصف الكرة الجنوبي العثور بسهولة على السديم في قلب الكوكبة. إنها قريبة جدًا من كوكبة Crux ، والمعروفة أيضًا باسم الصليب الجنوبي. Carina Nebula هو كائن جيد للعين المجردة ويتحسن بشكل أفضل من خلال نظرة من خلال مناظير أو تلسكوب صغير. يمكن للمراقبين الذين لديهم تلسكوبات جيدة الحجم قضاء الكثير من الوقت في استكشاف مجموعات Trumpler و Homunculus و Eta Carinae ومنطقة Keyhole في قلب السديم. أفضل رؤية للسديم خلال نصف الكرة الجنوبي الصيف وبداية أشهر الخريف (نصف الكرة الشمالي الشتاء وأوائل الربيع).

بالنسبة لكل من المراقبين الهواة والمحترفين ، يقدم Carina Nebula فرصة لرؤية مناطق مشابهة لتلك التي ولدت شمسنا وكواكبنا قبل مليارات السنين. إن دراسة مناطق النجم في هذا السديم تمنح الفلكيين مزيدًا من التبصر في عملية النجم والطرق التي تتجمع بها النجوم بعد ولادتها.

في المستقبل البعيد ، سيراقب المراقبون أيضًا انفجار نجم في قلب السديم ويموت ، ليكمل دورة حياة النجم.