دليل مباشر على رياح قرصية مغناطيسية-هيدروديناميكية تدفع تيارات دوّارة في النجم الوليد HOPS 358

كيف تتخلّص النجوم المولودة حديثًا من دورانها

عندما يولد النجم، يتكوّن داخل سحابة دوّارة من الغاز والغبار. هذه المادة تدور أثناء سقوطها نحو الداخل، لكن لو بقي كل ذلك الدوران دون فقدان لزمن طويل، فإن النجم النامي والقرص المحيط به سيدوران بسرعة كبيرة تمنع تكوّن الكواكب. لطالما اشتبه الفلكيون أن رياحًا غير مرئية، موجهة بواسطة الحقول المغناطيسية، تساعد على حمل هذا العزم الزاوي الفائض بعيدًا. تستخدم هذه الدراسة صورًا راديوية حادة لنجم شاب جدًا يُدعى HOPS 358 لتظهر، بتفصيل، أن مثل هذه الرياح تعمل بالفعل في المنطقة التي ستتشكل فيها الكواكب مستقبلًا.

نجم شاب يُرى من الجانب

يقع HOPS 358 في سحابة أوريون B، على بُعد نحو 400 سنة ضوئية، وهو في واحدة من أبكر مراحل ولادة النجم المعروفة باسم الفئة 0. يحيط به غلاف كثيف من الغاز والغبار، لكن قرصه يُرى تقريبًا بحافة مشطوفة، كما لو أن عملة تُشاهد من الجانب. هذه الهندسة الفلكية حظٌّ ثمين: لأنها تتيح للفلكيين فصل الحركات على مستوى القرص وعبره. باستخدام مصفوفة أتاكاما للمِليمتر/المِليمتر الفرعي (ALMA)، رسم الفريق إشارات راديوية ضعيفة من عدة جزيئات تتبّع كلًا من القرص الكثيف والغاز الذي يُدفع بعيدًا عنه. تكشف هذه البيانات ليس فقط عن سرعات المادة بل أيضًا عن اتجاه دورانها.

رياح مُرصَّفة تبقي على الدوران

تُظهر خرائط ALMA أن الغاز المتدفّق بعيدًا عن HOPS 358 لا يتدفق مباشرة في نفاث بسيط. بدلًا من ذلك، يشكل مجموعة من التيارات القشرية المتداخلة التي تشترك جميعها في نفس اتجاه دوران القرص نفسه. تُضيء ثلاث جزيئات—الفورمالدهيد (H2CO)، والميثانول (CH3OH)، وكبريتيد أكسيد (SO)—أجزاء مختلفة من هذا التركيب. يحتضن SO المحور المركزي، ويقع CH3OH على مسافات وسطية، بينما تمتد H2CO إلى الخارج أكثر، موضحة معًا هيكل رياح مُرصّفًا ينشأ من نطاق واسع من أنصاف أقطار القرص. وبما أن التيار يحتفظ باتجاه دوران القرص ويتوافق بشدة مع محور القرص، فهذا يتفق مع توقعات رياح تُطلق مباشرة من القرص، بدلًا من غاز يُدفع جانبًا بفعل نفاث مركزي ضيق.

قراءة القوى الخفية في الرياح

لتحويل هذه الصور إلى رؤى فيزيائية، فَصّل الباحثون كيفية تغيّر السرعة والموقع عبر التيار. من خلال ملاءمة البيانات بنماذج هندسية بسيطة، قاسوا سرعة دوران التيار، والتمدد نحو الخارج، والحركة على طول المحور عند ارتفاعات مختلفة فوق القرص. من هذه القيم حسبوا العزم الزاوي النوعي للتيار—كمية الدوران التي يحملها كل قضيب غازي—وقارنوها بتنبؤات نماذج الحاسوب لرياح أقراص مدفوعة مغناطيسيًا. كمية رئيسية، هي «ذراع الرافعة المغناطيسية»، تُبيّن مدى كفاءة الريح في استخراج العزم الزاوي. في HOPS 358، تأتي قيمة ذراع الرافعة هذه حوالي 2.3، أعلى براحًة من الحد المتوقع للرياح المغناطيسية وأعلى من القيم النموذجية للرياح التي تدفعها بشكل أساسي حرارة ضوء النجم.

من أين تبدأ الرياح وماذا تحمِل بعيدًا

يكشف التحليل نفسه عن مكان بداية طبقات الرياح المختلفة على القرص. بالنسبة للجزيئات المدروسة، تقع نقاط الإطلاق بين نحو 10 و18 ضعف المسافة بين الأرض والشمس من النجم—بالضبط في المنطقة التي يتوقّع أن تتشكل فيها الكواكب العملاقة والعديد من العوالم الصغيرة. تشغل المُتتبِعات الثلاثة أنصاف أقطار وارتفاعات إطلاق مختلفة، مما يؤكد بنية رياح متداخلة فعلًا. يساعد السلوك الكيميائي في تفسير هذا النمط: بعض الجزيئات أسهل في انخلاعها من حبيبات جليدية عبر صدمات لطيفة بعيدًا عن النجم، بينما تفضّل أخرى صدمات أقوى والضوء فوق البنفسجي في الداخل الأقرب. قدّر الفريق أيضًا كمّية الكتلة التي تزيلها الرياح مقارنة بسرعة اكتساب النجم للكتلة. تحمل التيارات مادة بمعدل أعلى عدة مرات من معدل الاقتران الحالي على النجم، وهو معدل يكفي لتنظيم سرعة نمو النجم وكيفية تطوّر القرص.

لماذا هذا مهم لبناء أنظمة كوكبية

تقدّم هذه الدراسة دليلًا مباشرًا وقياسيًا أن الرياح القرصية الموجهة مغناطيسيًا نشطة بالفعل في أحد أصغر النجوم الوليدة المعروفة وأنها تنشأ داخل منطقة تكوين الكواكب. من خلال تجريد العزم الزاوي على امتداد واسع من القرص، تسمح هذه الرياح للغاز بالالتفاف نحو الداخل بينما يبقى مستوى وسط القرص هادئًا نسبيًا—وهو شرط يفضّل التصاق حبيبات الغبار ببعضها واندماجها لتشكيل الكواكب في نهاية المطاف. قد تنقل أيضًا جسيمات صلبة، مثل الحبيبات البلورية التي تتكوّن قرب المناطق الداخلية الساخنة، إلى مناطق أبرد حيث تتشكّل المذنبات. باختصار، تُظهر الدراسة أن الرياح المغناطيسية ليست إجراء تنظيف متأخرًا بل عامل مركزي من البداية، يشكّل كيف ينمو النجوم وكيف تتوزع لبنات بناء النظم الكوكبية.

الاستشهاد: Kim, CH., Lee, JE., Johnstone, D. et al. Direct evidence for magnetohydrodynamic disk winds driving rotating outflows in protostar HOPS 358. Nat Commun 17, 2957 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71142-3

الكلمات المفتاحية: رياح أقراص النجوم الوليدة, تشكّل النجوم والكواكب, الحقول المغناطيسية في الفضاء, ملاحظات ALMA, تيارات دوّارة