نجم بين المجرات

النجم بين المجرات ، المعروف أيضاً بالنجم داخل العنقود أو النجم المارق ، هو نجم غير مرتبط جاذبياً بأي مجرة . على الرغم من كونه موضوع نقاش واسع في الأوساط العلمية خلال أواخر التسعينيات، يُعتقد الآن عموماً أن النجوم بين المجرات نشأت في المجرات، مثل النجوم الأخرى، قبل أن تُطرد نتيجة تصادم المجرات أو اقتراب نظام نجمي متعدد من ثقب أسود فائق الكتلة ، والذي يوجد في مركز العديد من المجرات.

يُشار إلى النجوم بين المجرات مجتمعة في الأدبيات العلمية باسم مجموعة النجوم داخل العنقود، أو مجموعة IC اختصاراً. ^{[ 1 ]}

تم دحض فرضية وجود النجوم داخل المجرات فقط في يناير 1997 باكتشاف النجوم بين المجرات. ^{[ 2 ]} وكانت أولى هذه النجوم المكتشفة في عنقود مجرات العذراء ، حيث يُعتقد الآن بوجود نحو تريليون نجم. ^{[ 2 ]} ومنذ ذلك الحين، أُجريت محاكاة باستخدام نموذج ΛCDM للتنبؤ بأصول مناطق تكوّن النجوم بين المجرات وتوسيع نطاق المعرفة بها. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

لا تزال طريقة نشوء هذه النجوم لغزاً، ولكن تم اقتراح ونشر العديد من الفرضيات ذات المصداقية العلمية من قبل علماء الفيزياء الفلكية.

الفرضية الأكثر شيوعًا هي أن اصطدام مجرتين أو أكثر قد يقذف بعض النجوم إلى المناطق الشاسعة الفارغة في الفضاء بين المجرات . ورغم أن النجوم عادةً ما تتواجد داخل المجرات، إلا أنها قد تُقذف بفعل قوى الجاذبية عند اصطدامها. ويُعتقد عمومًا أن النجوم بين المجرات ربما تكون قد نشأت في المقام الأول من مجرات صغيرة للغاية، نظرًا لسهولة إفلات النجوم من جاذبية المجرات الصغيرة مقارنةً بالمجرات الكبيرة. ^{[ 6 ]} وتُعرف هذه الظاهرة أيضًا باسم التجريد المدّي ، حيث تقذف المجرات مكونات نجمية منخفضة الكتلة من التجمعات الكثيفة إلى الوسط بين المجرات باستخدام حقول مدّية قوية، مما يُنتج تجمعات نجمية بين المجرات. ^{[ 7 ]} ومع ذلك، عند اصطدام المجرات الكبيرة، قد تؤدي بعض الاضطرابات الجاذبية أيضًا إلى قذف النجوم. أشارت دراسة نُشرت في أغسطس 2015 حول المستعرات العظمى في الفضاء بين المجرات إلى أن النجوم الأصلية قد طُردت من مجراتها المضيفة خلال تصادم مجري بين مجرتين إهليلجيتين عملاقتين، حيث اندمجت مراكز الثقوب السوداء فائقة الكتلة الخاصة بهما. ^{[ 8 ]}

ثمة فرضية أخرى، لا تتعارض مع فرضية تصادم المجرات، وهي أن النجوم بين المجرات قد قُذفت من مجرتها الأصلية نتيجة اقترابها من الثقب الأسود فائق الكتلة في مركز المجرة، إن وُجد. في هذا السيناريو، يُرجّح أن يكون النجم (أو النجوم) بين المجرات جزءًا من نظام نجمي متعدد، حيث انجذبت النجوم الأخرى إلى الثقب الأسود فائق الكتلة، بينما تسارع النجم الذي سيصبح بين المجرات وقُذف بعيدًا بسرعات فائقة. نظريًا، يمكن لمثل هذا الحدث أن يُسرّع نجمًا إلى سرعات عالية جدًا تجعله نجمًا فائق السرعة ، وبالتالي يفلت من جاذبية المجرة بأكملها. ^{[ 9 ]} في هذا السياق، تتوقع حسابات نموذجية (من عام 1988) أن يقذف الثقب الأسود فائق الكتلة في مركز مجرتنا درب التبانة نجمًا واحدًا كل 100,000 سنة في المتوسط. ^{[ 10 ]}

في يناير 1997، اكتشف تلسكوب هابل الفضائي عددًا كبيرًا من النجوم بين المجرات في عنقود مجرات العذراء. وأكدت دراسة أخرى، نُشرت لاحقًا في يناير 1997، أن علماء الفلك اكتشفوا مجموعة من السدم الكوكبية بين المجرات في عنقود مجرات فورناكس في عامي 1992 و1993. ^{[ 11 ]}

في عام 2005، حاول وارن براون وفريقه في مركز سميثسونيان للفيزياء الفلكية قياس سرعات النجوم فائقة السرعة باستخدام تقنية دوبلر، التي ترصد تغيرات الضوء المشابهة لتلك التي تحدث في الصوت عند تحرك جسم ما بعيدًا أو باتجاه شيء آخر. إلا أن السرعات المُكتشفة هي مجرد تقديرات دنيا، إذ قد تكون سرعاتها الحقيقية أكبر من السرعات التي رصدها الباحثون. "يتحرك أحد النجمين المنفيين المكتشفين حديثًا باتجاه كوكبة الدب الأكبر بسرعة تقارب 1.25 مليون ميل في الساعة بالنسبة للمجرة، ويبعد عنها 240 ألف سنة ضوئية. أما النجم الآخر فيتجه نحو كوكبة السرطان، مبتعدًا عنها بسرعة 1.43 مليون ميل في الساعة، ويبعد عنها 180 ألف سنة ضوئية." ^{[ 9 ]}

في أواخر العقد الأول من الألفية الثانية، تم اكتشاف توهج منتشر من الوسط بين المجرات ، لكن مصدره غير معروف. وفي عام ٢٠١٢، تم اقتراح وإثبات أنه قد يكون مصدره نجومًا بين المجرات. وقد توسعت الملاحظات والدراسات اللاحقة في شرح هذه المسألة، ووصفت إشعاع الخلفية الكونية المنتشر بمزيد من التفصيل. ^{[ ١٢ ] [ ١٣ ]}

أفاد بعض علماء الفلك في جامعة فاندربيلت أنهم رصدوا أكثر من 675 نجمًا على حافة مجرة ​​درب التبانة، بين مجرة ​​أندروميدا ومجرة درب التبانة. ويرجحون أن هذه النجوم هي نجوم فائقة السرعة (بين المجرات) قُذفت من مركز مجرة ​​درب التبانة . وتُصنف هذه النجوم كعمالقة حمراء ذات نسبة عالية من العناصر المعدنية (مقياس لنسبة العناصر الكيميائية الأخرى غير الهيدروجين والهيليوم داخل النجم)، مما يشير إلى أصل مجري داخلي، إذ تميل النجوم خارج أقراص المجرات إلى امتلاك نسبة منخفضة من العناصر المعدنية وتكون أقدم عمرًا. ^{[ 14 ]}

أُكِّد أن بعض المستعرات العظمى المكتشفة حديثًا قد انفجرت على بُعد مئات الآلاف من السنين الضوئية من أقرب نجم أو مجرة. ^{[ 15 ] [ 8 ]} ويبدو أن معظم النجوم المرشحة بين المجرات، والتي عُثر عليها في جوار مجرة ​​درب التبانة، لا تنشأ في مركز المجرة، بل في قرص درب التبانة أو في مكان آخر. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

في أواخر العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، أُجري بحث معمق عن انبعاثات تكوين النجوم بين المجرات باستخدام جهاز SITELLE . استُخدم المطياف للكشف عن هياكل الغاز المتأين في نظام المجرة المختار وتحليل خصائصها الحركية. ^{[ 18 ]}

في عام 2005، كشف تلسكوب سبيتزر الفضائي عن مكون تحت أحمر غير معروف سابقًا في خلفية إشعاع الكون . ومنذ ذلك الحين، رُصدت عدة تباينات أخرى في أطوال موجية مختلفة - بما في ذلك الأشعة الزرقاء والأشعة السينية - باستخدام تلسكوبات فضائية أخرى، ويُطلق عليها الآن مجتمعةً اسم إشعاع الخلفية الكونية المنتشر . وقد ناقش العلماء عدة تفسيرات، ولكن في عام 2012، طُرح لأول مرة، وبُيّن، كيف يمكن أن ينشأ هذا الإشعاع المنتشر من نجوم بين المجرات. وإذا صحّ ذلك، فقد تُشكّل هذه النجوم مجتمعةً كتلةً تُعادل كتلة المجرات. وقد اعتُقد في وقت من الأوقات أن وجود هذا العدد الهائل من النجوم يُفسّر أزمة نقص إنتاج الفوتونات ، وقد يُفسّر جزءًا كبيرًا من مشكلة المادة المظلمة . ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 19 ] [ 20 ]} كما أشير إلى أن التدمير المدّي للمجرات متوسطة الكتلة ربما كان عاملاً مساهماً محتملاً في وجود وتطور الضوء بين العناقيد المجرية ( ICL ). ^{[ 21 ]}  

اكتُشفت أولى النجوم بين المجرات في عنقود مجرات العذراء. وتتميز هذه النجوم بعزلتها، إذ تبعد حوالي 300,000 سنة ضوئية عن أقرب مجرة. ورغم صعوبة تحديد كتلتها بدقة، يُقدّر أن النجوم بين المجرات تُشكّل حوالي 10% من كتلة عنقود مجرات العذراء ، ما قد يُفوق كتلة أيٍّ من مجراته البالغ عددها 2,500 مجرة ^{​​[ 14 ].}

في عام ٢٠١٢، رصد علماء الفلك ما يقارب ٦٧٥ نجمًا شاذًا على حافة مجرة ​​درب التبانة ، باتجاه مجرة ​​أندروميدا . ويُرجّح أن هذه النجوم قد قُذفت من مركز مجرة ​​درب التبانة نتيجة تفاعلها مع الثقب الأسود الهائل الموجود في مركزها . وقد سلطت الدراسة التي قادتها كيلي هولي-بوكلمان ولورين بالادينو من جامعة فاندربيلت الضوء على اللون الأحمر غير المعتاد والسرعات العالية لهذه النجوم، مما يشير إلى رحلتها المذهلة من مركز المجرة. ^{[ ١٤ ]}

• النجم الأزرق المتخلف – نجم من نجوم التسلسل الرئيسي أكثر إشراقًا وزرقةً من المتوقع 
• HE 0437-5439 – نجم فائق السرعة في كوكبة دورادو. صفحات تعرض أوصافًا موجزة للأهداف المراد إعادة توجيهها. 
• الغبار بين المجرات – الغبار الكوني الموجود بين المجرات في الفضاء بين المجرات 
• الوسط بين العناقيد - بلازما فائقة التسخين تتخلل عنقود المجرات 
• كوكب مارق – كوكب غير مرتبط جاذبياً بنجم ، أو كوكب بين النجوم 
• ثقب أسود مارق – جسم بين النجوم أو بين المجرات 
• علم الحركة النجمية – دراسة حركة النجوم 

• غراهام، إم إل؛ ساند، دي جيه؛ زاريتسكي، دي؛ بريتشيت، سي جيه (2 يوليو 2015). "تأكيد وجود مستعرات عظمى من النوع Ia بدون مضيف باستخدام صور تلسكوب هابل الفضائي ". المجلة الفيزيائية الفلكية . 807 (1): 83. arXiv : 1505.03407 . Bibcode : 2015ApJ...807...83G . doi : 10.1088/0004-637X/807/1/83 . ISSN 1538-4357 . 
• ساند، ديفيد جيه؛ غراهام، ميليسا إل؛ بيلدفيل، كريس؛ وآخرون  . (22 فبراير 2011). "المستعرات العظمى داخل العناقيد في مسح العناقيد القريبة متعدد الحقب". المجلة الفيزيائية الفلكية . 729 (2): 142. arXiv : 1011.1310 . Bibcode : 2011ApJ...729..142S . doi : 10.1088/0004-637X/729/2/142 . ISSN 0004-637X .