כיצד כוכבים צעירים מעצבים את הגלקסיות שלהם

הגז המיונן בהיר ביותר בקליפות של בועות מתרחבות וחופף לאסוציאציות הכוכביות הצעירות ביותר (כמיליון שנה בערך) והמסיביות ביותר (כעשרת בחזקת חמש מסות שמש) . מתאם ישיר זה מספק ראיה חזקה לכך שהכוכבים הצעירים והמסיביים הללו הם המנועים המניעים את ההתרחבות.

סיפור של שתי גלקסיות: הסביבה חשובה

האם אזורי יצירת כוכבים ממשיכים לגדול או נעצרים תלוי במידה רבה בסביבה שמסביבם . בגלקסיות ספירליות רגילות כמו שביל החלב, תהליך המשוב מסודר יחסית. אך במערכות קיצוניות יותר, התנאים משתנים באופן דרמטי.

המחקר מדגיש את המקרה הקיצוני של NGC 3256 — מערכת התנגשות של התפרצות כוכבים הממוקמת במרחק של כ-100 מיליון שנות אור בקבוצת הכוכבים מפרש, שנוצרה מהתנגשות של שתי גלקסיות נפרדות . נחקרה באמצעות סקר GOALS, NGC 3256 מציגה תמונה שונה מאוד .

לחצי המשוב ב-NGC 3256 חזקים פי 100 בערך מאשר בגלקסיות ספירליות דמויות שביל החלב . זה יוצר סביבה הרבה יותר סוערת ובלתי צפויה שבה הגז אינו מתיישב בדיסקה שטוחה פשוטה . צבירי כוכבים צעירים מסיביים באזורים הצפופים ביותר מוגבלים על ידי לחץ אינטנסיבי זה, אך רוב הצבירים נשארים חזקים מספיק כדי להמשיך ולהתרחב .

הגז המולקולרי ב-NGC 3256 הוא קיצוני בכל קנה מידה: ענני הענק המולקולריים שלו מראים פיזור מהירויות חציוני של 23 קמ"ש, צפיפות שטח מסה של 470 מסות שמש לפארסק בריבוע, ולחצים טורבולנטיים פנימיים בסדר גודל גבוה יותר מאלה שבגלקסיות דיסקה רגילות .

חבוי לעין: צבירי כוכבים צעירים עטופי אבק

מחקר משלים של סג'יה שכרין ניהא השתמש במכשירי NIRCam ו-MIRI של JWST, שצילמו באורכי גל של 2 עד 21 מיקרונים, כדי לחקור מקורות צעירים ודחוסים בגלקסיות סמוכות . המחקר חשף צבירי כוכבים צעירים מסיביים שהיו קבורים לחלוטין באבק קוסמי ובלתי נראים לסקרים אופטיים קודמים .

צבירים עטופי אבק אלה מייצגים את השלבים המוקדמים ביותר של היווצרות צבירים — שלב שיכולות האינפרא-אדום של JWST מסוגלות לזהות באופן ייחודי . ב-NGC 3256 לבדה, JWST זיהה 116 צבירים מוסתרים כאלה, והגדיל את המדגם הידוע של צבירי כוכבים מסיביים עטופי אבק בסדר גודל בהשוואה למחקרי האבל קודמים . הנתונים מצביעים על לוח זמנים מהיר של פינוי אבק של פחות מ-3-4 מיליון שנים עבור צבירים מתהווים אלה .

השלכות רחבות: אמת מידה למודלי התפתחות גלקטית

הצוות סיכם שהמדידות הללו מספקות תנאים פיזיקליים ש"לא ניתן היה לחקור קודם לכן" ומציעות אמת מידה קריטית לשיפור מודלים של אופן התפתחות גלקסיות בסביבות שונות .

הממצאים מסבירים כיצד כוכבים צעירים משפיעים על הגלקסיות המארחות שלהם הרבה לפני שאירועים דרמטיים כמו פיצוצי סופרנובה מתרחשים, ומראים שמודלי משוב חייבים לקחת בחשבון את ההקשר הסביבתי — מספירליות שקטות ועד מיזוגים אלימים . יחד עם גילוי הצבירים הקבורים, עבודה זו מעניקה לאסטרונומים מפקד מלא יותר של יצירת כוכבים, וממלאת את השלבים המוקדמים ביותר, המוסתרים ביותר באבק, שהיו בלתי נראים בעבר.

מה הלאה

סקר PHANGS-JWST ממשיך לאסוף נתונים, עם תוכניות להפיק מפקד מלא של יצירת כוכבים, מדידות מדויקות של מסה וגיל של צבירי כוכבים, ומפות מפורטות של כיצד משוב כוכבי משנה את המדיום הבין-כוכבי במגוון רחב של סביבות גלקטיות .