المعهد
كما تولد النجوم عندما تتقلص سحب الغاز الموجودة في الفضاء بين النجوم وتنهار على نفسها نتيجة لجاذبيتها. تصبح سحابة الغاز المنهارة على نفسها أكثر انضغاطًا وسخونة، حتى تبدأ فيها عمليات الاندماج النووي التي تحول المادة إلى طاقة (وهو ما يتجلى في الإشعاع - مثل إشعاع شمسنا - الذي ينفجر من النجم) في بيئته).
فمن ناحية، من المعروف أن ضغط الغاز يؤدي إلى تسخينه، مما يعني زيادة سرعة الذرات والجزيئات التي يتكون منها. لكن من ناحية أخرى، عندما تتحرك الذرات والجزيئات بسرعة متزايدة، وعندما تزيد كثافتها (بسبب الانكماش)، يزداد أيضًا ضغط المادة ودرجة حرارتها، مما يجعل من الصعب - ويمنع في النهاية - استمرار استمرارها. عملية الانكماش. ولو كان هذا هو الحال بالفعل، لما كانت هناك نجوم في الكون. لكن كما نعلم، يحتوي الكون على مليارات النجوم. فكيف تتشكل النجوم إذن؟ ما الذي يسمح لها بمواصلة الانكماش حتى عندما ترتفع درجة حرارتها؟
توصل العلماء الذين بحثوا في هذا السؤال إلى نتيجة مفادها أنه في السحب الغازية التي تتحول إلى نجوم، يعمل نوع من نظام التبريد الذي يبرد المادة المضغوطة ويسمح لها بالاستمرار في الضغط، حتى النقطة التي يمكن فيها التغلب على طاقة الجاذبية للمادة المنقبضة. الضغط المضاد (المعبر عنه في درجة حرارة المادة).
ويقول المفهوم الشائع في هذا الصدد إن نظام تبريد النجوم التي تتشكل وتختفي يعتمد على عملية تبدأ عندما يتم تحويل الطاقة الحركية للغاز واستخدامها لإثارة جزيئات الغاز. في المرحلة الثانية، تبعث جزيئات الغاز المثارة طاقة الإثارة (على شكل إشعاع) إلى الفضاء الخارجي. والجزيء الأكثر أهمية في هذه العملية هو جزيء الماء. ولكن هنا ظهرت صعوبة جديدة: محاولات اكتشاف الماء في السحب الغازية بين النجوم لم تسير على ما يرام (بسبب التداخل في الرصد الناجم عن الماء الموجود في الغلاف الجوي للأرض).
ولذلك بدأ العلماء بالبحث عن طرق غير مباشرة لإثبات وجود الماء في النجوم، على سبيل المثال اكتشاف وجود مواد قد تكون بمثابة "محطات" في عملية تكوين الماء (يحتوي جزيء الماء على واحد ذرة أكسجين وذرتين هيدروجين). إحدى هذه "المحطات" المحتملة هي المادة التي تسمى "الهدرونيوم"، والتي يحتوي جزيئها على ذرة أكسجين واحدة وثلاث ذرات هيدروجين (يمكن اكتشاف الهادرونيوم - على عكس الماء - باستخدام التلسكوبات الموضوعة على سطح الأرض). والسؤال هل هذا الاحتمال يتحقق فعلا على أرض الواقع؟ هل يتشكل الماء حقاً في النجوم؟ وهل يتم إنشاؤها نتيجة تفاعلات تحتوي على الدرونيوم؟
د. دانيال زيفمان، معهد وايزمان
قام الدكتور دانيال زيفمان والدكتور عوديد هابر من قسم فيزياء الجسيمات في المعهد، اللذين سعوا للإجابة على هذه الأسئلة، بتصميم وتنفيذ تجربة تحاكي الظروف الفيزيائية والكيميائية السائدة في السحب بين النجوم.
تم إجراء التجربة بالتعاون مع باحثين من جامعة آرهوس في الدنمارك، باستخدام منشأة تسمى "حلقة تخزين الأيونات". وفي التجربة، أظهر الباحثون أن الماء يتشكل بالفعل في السحب بين النجوم في تفاعل يحدث بين إلكترون واحد وهادرونيوم.
ومن نتائج التجربة يتضح أنه في السحب البينجمية توجد نسبة ثابتة بين كمية الهادرونيوم والماء.
وقد أظهرت الملاحظات والحسابات المبنية على نتائج التجربة، والتي نشرت نتائجها في المجلة العلمية المرموقة "Physical Review Letters"، أن الماء هو بالفعل العامل الذي يسمح للسحب الغازية المتقلصة بإطلاق إشعاع حراري إلى الفضاء بين النجوم. متوسطة، في طور التحول إلى نجوم. وسيقوم القمر الصناعي البحثي الأمريكي "SAWS"، الذي سيتم إطلاقه خلال الأشهر المقبلة، بفحص نتائج أبحاث علماء المعهد مرة أخرى. وسيحمل هذا القمر الصناعي أدوات قياس خاصة، والتي ستقيس كمية المياه الموجودة في السحب الغازية بين النجوم.
يادان الفيزياء الفلكية 6 - ولادة نجم
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~433004619~~~70&SiteName=hayadan
