في ديسمبر 2023، أكمل تلسكوب هابل الفضائي أكبر مشروع له منذ إطلاقه في عام 1990. من خلال المشروع، رصد التلسكوب 500 نجم منفرد على مدى ثلاث سنوات، والعلماء الآن على استعداد للتعمق في هذه البيانات الكونية.
يُطلق على المسح الشامل لتلسكوب هابل لمكتبة تراث الأشعة فوق البنفسجية للنجوم الصغار اسم المعايير الأساسية، أو ULLYSES؛ اعتبر مشغلو ULLYSES أن هابل هو التلسكوب النشط الوحيد القادر على القيام بمثل هذا الجهد الرائد.
ومع ذلك، فإن علاجات مراقبة الأشعة فوق البنفسجية هذه تستمر لفترة طويلة بعد عطلة عيد الفصح، وستبقي الباحثين مشغولين لعقود من الزمن حيث يقدمون رؤى جديدة حول تكوين النجوم، وتطور النجوم، وتأثير النجوم على محيطها.
قالت جوليا رومان دوفال، قائدة فريق تنفيذ ULLYSES في معهد علوم التلسكوب الفضائي (STScI) في بالتيمور، ماريلاند: “أعتقد أن مشروع ULLYSES سيكون بمثابة تحول في الفيزياء الفلكية ككل”. قال في بيان. “إلى جانب الأهداف المحددة للمشروع، يمكن أيضًا استخدام البيانات النجمية في الفيزياء الفلكية بطرق لا يمكننا تخيلها بعد.”
متعلق ب: تلسكوب هابل الفضائي يشهد ولادة نجم جديد في عرض ضوئي كوني مذهل (في الصورة)
استخدم فريق ULLYSES تلسكوب هابل لأول مرة لدراسة 220 نجمًا، ثم قام بتمشيط أرشيف التلسكوب الفضائي لاستعادة ملاحظات 275 نجمًا آخر. وقام الباحثون أيضًا بجمع البيانات حول النجوم من التلسكوبات الفضائية الأخرى والمراصد الأرضية.
تتكون مجموعة بيانات ULLYSES المكتملة من أطياف نجمية تحتوي على معلومات حول درجة حرارة كل نجم، وتركيبه الكيميائي، وسرعة دورانه.
يرى هابل وأوليسيس اللون الأحمر (والأزرق).
من الأمور ذات الأهمية الخاصة لفريق ULLYSES النجوم الزرقاء فائقة الحرارة والضخمة التي يمكن أن تنمو أكثر سطوعًا بمليون مرة من شمسنا. تتوهج هذه النجوم المحترقة بقوة في الضوء فوق البنفسجي، مما يعني أن هابل يمكنه تمييزها بسهولة.
تعيش النجوم الزرقاء الضخمة بسرعة وتموت صغيرة، وتحرق بسرعة الوقود اللازم لعمليات الاندماج النووي الجوهرية لإنتاج “المعادن”، وهو مصطلح يستخدمه علماء الفلك لوصف العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم. الهيدروجين والهيليوم هما العنصران الأكثر احتمالاً أن يتشكلا في النجوم في وقت مبكر من حياتهم.
يمكن للأطياف النجمية للنجوم الزرقاء الضخمة أن تكشف تفاصيل حول سرعة الرياح النجمية القوية المتدفقة إلى الخارج منها. وبعد أن تنفجر النجوم الضخمة في انفجارات المستعرات الأعظم، فإن هذه الرياح النجمية هي التي تبعثر العناصر التي تشكلت منها تلك النجوم. وتنتشر العناصر بعد ذلك في جميع أنحاء الكون، لذا فإن فهم هذه الرياح سيكون خطوة أساسية نحو فهم التوزيع بين النجوم للعناصر الأثقل التي ستصبح اللبنات الأساسية للجيل القادم من النجوم والكواكب. وقد تصبح هذه العناصر في نهاية المطاف أساس الحياة في الكون.
وبسبب عملية التشتت هذه، فإن كل جيل نجمي متعاقب يحتوي على تركيز معدني أعلى من الجيل السابق. تشكلت عندما كانت معظم ذرات الكون عبارة عن هيدروجين وقليل من الهيليوم، ويعتبر الجيل الأول من النجوم “فقيرًا بالمعادن”، في حين أن الأجيال اللاحقة من النجوم، بما في ذلك الشمس، “غنية بالمعادن”.
استهدف أوليسيس وهابل النجوم الزرقاء في المجرات القريبة من درب التبانة والتي يبدو أنها تعاني من نقص المعادن. على هذا النحو، يمكن لهذه النجوم أن تكون بمثابة وكلاء للنجوم المبكرة، مما يساعد العلماء على دراسة النجوم التي كانت موجودة في الكون الوليد.
وقال رومان دوفال: “إن ملاحظات يوليسيس هي خطوة نحو فهم تلك النجوم الأولى ورياحها في الكون، وكيف تؤثر على تطور مجرتها المضيفة الشابة”.
في الطرف الآخر من طيف الألوان (والحجم)، يركز مشروع ULLYSES أيضًا على النجوم الشابة الأكثر برودة وأصغر حجمًا والأكثر احمرارًا من الشمس. وتقع هذه النجوم بالقرب من موطنها في مناطق تشكل النجوم النشطة في درب التبانة.
خلال سنوات تكوينها، عندما كانت تجمع الكتلة من أقراص الغاز والغبار، خلقت هذه النجوم الحمراء الشابة اضطرابًا في أنظمتها عن طريق إطلاق الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية عالية الطاقة. وهذا من شأنه أن يؤثر على الأقراص المكونة للكواكب حول هذه النجوم، وفي النهاية ما إذا كانت الكواكب التي تولد حول هذه النجوم يمكن أن تكون صالحة للحياة.
ستساعد ملاحظات هابل التي تم جمعها لصالح ULLYSES العلماء على فهم أفضل للعمليات التي تقوم من خلالها هذه النجوم الشابة بتجميع المواد من محيطها لتجميع الكتلة اللازمة لتغذية الاندماج النووي للهيدروجين وتحويله إلى الهيليوم. إن بدء هذه العملية يمكن أن يحول النجم الشاب إلى نجم كامل.
ويمكنه أيضًا الكشف عن تأثير هذه النجوم على الأقراص المحيطة بها، والتي تشكل الكواكب في النهاية. ولذلك، فإن دراسة المسح ستساعد العلماء على فهم أفضل للأنظمة الأكثر ملاءمة للبحث عن الحياة.
قال رومان دوفال: “تم تصميم ULLYSES في الأصل كمشروع رصد باستخدام أجهزة قياس الطيف الحساسة الخاصة بـ Hubble. ومع ذلك، فقد تم تعزيز المشروع بشكل كبير من خلال عمليات الرصد المنسقة والتكميلية التي يقودها المجتمع مع المراصد الأرضية والفضائية الأخرى”. “مثل هذه التغطية الواسعة تسمح لعلماء الفلك باستكشاف حياة النجوم بتفاصيل غير مسبوقة ورسم صورة أكثر تفصيلاً لخصائص هذه النجوم وكيفية تأثيرها على بيئتها.”
يوضح هذا المسح أنه بعد أكثر من ثلاثة عقود من الملاحظات الكونية، لا يزال هابل يقدم علومًا رائدة، حتى قبل أن تقدم بيانات ULLYSES رؤى جديدة حول حياة النجوم وبيئاتها.