חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון חשפו תהליך מחזורי שבו אטומי פחמן, שנוצרו בכוכבים, יוצאים מהגלקסיה שלהם, נעים במרחב הבין-גלקטי, ולבסוף חוזרים כדי להשתתף ביצירת כוכבים וכוכבי לכת חדשים.
הפחמן, היסוד החיוני לחיים על פני כדור הארץ, הוא תוצר של כוכבים מתפוצצים ויוצר מחזור קוסמי מדהים של חומרים ביקום.
כמעט כל היסודות, מלבד מימן והליום, נוצרו בכבשנים של כוכבים ומתפזרים לחלל במהלך מותם הסוער. בפעולה של מחזור גלקטי עולמי, כוכבי לכת כמו כדור הארץ נוצרו משילוב האטומים הללו, כולל ברזל בליבת כדור הארץ, חמצן באטמוספירה, ופחמן בגופנו.
צוות מדענים מארצות הברית וקנדה חשף כי האטומים שנוצרו בכוכבים לא נעים במרחב באופן מקרי. בגלקסיות פעילות, שבהן כוכבים חדשים עדיין נוצרים, האטומים הללו עוברים מסלול מורכב. הם נעים בתוך "זרמים" אדירים המשתרעים אל המרחב הבין-גלקטי, המכונים הילות או תווך בין גלקטי (, Halo, Circumgalactic Medium). מערכת זו מתפקדת כמו "מסוע קוסמי" – דוחפת חומרים החוצה, מחזירה אותם פנימה וממלאת את הגלקסיה במרכיבים הדרושים ליצירת כוכבים וכוכבי לכת חדשים.
מערכת מחזורית ליצירת כוכבים וכוכבי לכת
לדברי סמנתה גרזה, דוקטורנטית מאוניברסיטת וושינגטון ומחברת ראשית של המחקר: "חשבו על המדיום הסירקוגלקטי כמו תחנת רכבת ענקית. הוא דוחף חומרים החוצה ומחזיר אותם פנימה. היסודות הכבדים שנוצרים בכוכבים נדחפים אל המדיום הזה בעקבות סופרנובות, ולאחר מכן נשאבים בחזרה ליצירת כוכבים וכוכבי לכת חדשים."
המחקר, שפורסם ב-27 בדצמבר בכתב העת Astrophysical Journal Letters, מספק ראיות לכך שמערכת זו משמשת כמאגר מרכזי של חומרים כמו פחמן וחמצן בגלקסיות פעילות.
ב-2011, אישרו מדענים לראשונה את התיאוריה שלפיה גלקסיות פעילות מוקפות בהילה המורכבת מגזים חמים עשירים בחמצן. המחקר הנוכחי מאשר שהמדיום כולל גם חומר קריר יותר, כמו פחמן.
לדברי גרזה, "אנו יכולים לאשר כעת שההילה פועלת כמאגר ענק לפחמן וחמצן, ובגלקסיות פעילות חומרים אלו נמשכים בחזרה כדי להמשיך את תהליך המחזור."
מדוע גלקסיות מפסיקות לייצר כוכבים עם הזמן?
החוקרים השתמשו במכשיר Cosmic Origins Spectrograph שעל טלסקופ החלל האבל למדידת השפעת ההילה על אורם של תשעה קוואזרים רחוקים – מקורות אור בהירים במיוחד ביקום. המדידות חשפו שאור הקוואזרים נספג על ידי פחמן בהילה כשענן הפחמן נמשך עד לכ-400,000 שנות אור, פי ארבעה מקוטר הגלקסיה שלנו.
לדברי החוקרים, הבנת תפקיד ההילה במחזור החומרים בגלקסיות יכולה לשפוך אור על הסיבות לכך שגלקסיות מסוימות מפסיקות ליצור כוכבים לאורך זמן.
"אם המחזור נמשך – דחיפת החומרים החוצה והחזרתם פנימה – אז תיאורטית יש מספיק 'דלק' להמשך יצירת כוכבים," אמרה גרזה.
מחקר עתידי ינסה לכמת את מרכיבי ההילה בגלקסיות שונות ולבחון את ההבדלים בין גלקסיות פעילות לגלקסיות שהפסיקו לייצר כוכבים. תגליות אלו עשויות לשפוך אור לא רק על מועד המעבר של גלקסיות למצב של "מדבר כוכבים", אלא גם על הסיבות לכך.
עוד בנושא באתר הידען:
