حدّدنا البُنى الهرميّة في مُركَّب فيلا OB2 وزوج العنقودين Collinder 135 وUBC 7 باستخدام بيانات Gaia EDR3 عبر خوارزميّة التعلّم الآلي العُصبي StarGO. ميّزنا خمس بُنى فرعيّة من المستوى الثاني في فيلا OB2، أطلقنا عليها Huluwa 1 (غاما فيلوروم)، Huluwa 2، Huluwa 3، Huluwa 4 وHuluwa 5. ولأوّل مرّة، جرى تحديد Collinder 135 وUBC 7 باعتبارهما عنقودين يؤلِّفان زوجًا، مع تدخّلٍ يدويٍّ طفيف. نقترح سيناريو بديلًا حيث نشأت Huluwa 1–5 من تشكُّل نجمي متسلسل. فقد ولّدت العناقيد الأقدم Huluwa 1–3، بعُمر 10–22 مليون سنة، تغذيةً راجعة نجمية أحدثت اضطرابًا عزّز تشكُّل الجيل الأصغر Huluwa 4–5 (7–20 مليون سنة). أدّى انفجارُ مُستعرٍّ أعظم داخل قِشرة فيلا IRAS إلى إخماد تشكُّل النجوم في Huluwa 4–5 وطردِ الغاز المُتبقّي سريعًا من العناقيد، ما أفضى إلى تفرُّقٍ كتلويٍّ عام عبر القِشرة، وقد تأكّد ذلك بطريقة انقطاع الميل. يبلغ متوسّط الكتلة النجميّة على الحافّة السُّفلى للقِشرة قيمةً أعلى بمقدار \(0.32\pm0.14\) \(\mathrm{M}_\odot\) من الحافّة العُليا. كما لوحِظ تفرُّقٌ كتلويٌّ محلّي على مستوى العنقود في أصغر عنقود، Huluwa 5. تشهد جميع Huluwa 1–5 (في فيلا OB2) تمدُّدًا كبيرًا، بينما يشهد زوجُ العنقودين تمدُّدًا معتدلًا. وتشير تشتّتات السُّرعة إلى أنّ جميع المجموعات الخمس (بما في ذلك Huluwa 1A وHuluwa 1B) في فيلا OB2 وزوج العنقودين هي فوق-فيرِياليّة وآيلةٌ إلى التفكُّك، كما أنّ Huluwa 1A وHuluwa 1B قد يُشكِّلان زوجَ عنقودين شابَّين متزامنين. تتنبّأ محاكاة \(N\)-الجسم بأنّ Huluwa 1–5 في فيلا OB2 وزوج العنقودين سيُواصِلون التمدُّد خلال المئة مليون سنة القادمة وسينحلّون في النهاية.
تميل العناقيد النجميّة إلى التشكُّل ضمن تجمّعاتٍ . يحتوي التجمّع النموذجي على عدّة ارتباطاتٍ من نوع OB وعددٍ من العناقيد الشابّة، مع عمليّة تشكُّلٍ نجميٍّ تمتدّ من عدّة ملايين إلى عشرات ملايين السنين. وغالبًا ما تكون التجمّعات النجميّة هرميّة، حيث تتواجد بُنى فرعيّة أصغر (بأحجامٍ من عدّة إلى عشرات الفراسخ الفلكيّة) ضمن بُنى أكبر (بضعة مئاتٍ من الفراسخ). وهذه خاصيّةٌ موروثةٌ من السُّحُب الجزيئيّة الأمّ، التي تُظهِر بدورها بُنيةً هرميّةً نشأت بفعل الاضطراب فوق الصوتي . وقد حدّدت العديد من الدراسات البُنى الهرميّة في البُنى النجميّة في جوار الشمس .
يُستخدم عادةً نهجان لتحديد مستويات البُنى الهرميّة المختلفة. النهج الأوّل هو «من أسفل إلى أعلى»، حيث تُحدَّد البُنى الأدنى أوّلًا، ثم تُدمَج لتشكيل بُنى أكبر . أمّا النهج الثاني فهو «من أعلى إلى أسفل»، حيث يبدأ تحديدُ البُنى العليا أوّلًا ثم يُنتقَل إلى الأسفل عبر التجزئة لتحديد البُنى الفرعيّة .
مُركَّب فيلا OB2 هو تجمّعٌ نجميٌّ شاب يقع في اتجاه كوكبتَي فيلا وبوبّيس، على بُعد 350–400 فرسخٍ فلكيٍّ من الشمس . استخدم لأوّل مرّة الحركاتِ الخاصّةَ واختلافَ المنظر من Hipparcos لتحديد أعضاء فيلا OB2. لاحقًا، استخدم أرصادَ الأشعّة السينيّة وحدّد مجموعةً من نجوم ما قبل التسلسل الرئيسي (PMS) في هذه المنطقة، والتي يُشار إليها كثيرًا باسم غاما فيلوروم (ويُشار إليها لاحقًا بـ Gamma Vel)، أو Pozzo 1 . ويُعتقَد أنّ تشكُّل بُنية فيلا OB2 قد حُفِّز بانفجار مُستعرٍ أعظم لنجمٍ كتلته 15 \(\mathrm{M}_\odot\) كان يقع في مركز قِشرة فيلا IRAS . وقد اقتُرح سيناريو مُشابه للمُستعر الأعظم أيضًا لأصل مُركَّب RCW 34 ومُركَّب الجبّار .
حدّدت دراساتٌ حديثةٌ التجمّعَ الهرميّ في فيلا OB2، غالبًا باستخدام طرائق «من أعلى إلى أسفل». اعتمد خوارزميّة DBSCAN لتحديد 6 عناقيد في فيلا OB2 تُغطّي مدى مسافةٍ قدره 82 فرسخًا فلكيًّا، بما في ذلك عنقود Gamma Vel وNGC 2547. واستخدم خوارزميّة UPMASK فزاد عدد العناقيد المحدّدة في فيلا OB2 إلى 11، ممتدّةً على مسافةٍ تبلغ \(\sim\)133 فرسخًا فلكيًّا. ومن المرجّح أن تكون المجموعات في فيلا OB2 قد تشكّلت على طول أكثر الخُيوط كثافةً في السُّحُب الجزيئيّة العملاقة ذاتها.
يعتمد بقاءُ العناقيد الهرميّة في مثل هذه التجمّعات بصورةٍ رئيسة على كفاءة تشكُّل النجوم (SFE) ومُعدّل طرد الغاز. تتراوح كفاءة تشكُّل النجوم في العناقيد من عدّة بالمئة إلى 30% أو أكثر، بحسب كثافة السطح في البيئة التي وُلد فيها العنقود . ويُزال الغازُ المُتبقّي في العنقود عبر التغذية الراجعة النجمية؛ فالتغذيةُ الراجعة العنيفة، مثل تلك الناجمة عن انفجارات المُستعرات العُظمى، تُزيل الغاز بسرعةٍ أكبر بكثير من الرياح النجميّة أو الإشعاع. وكلّما طُرِد الغاز بسرعةٍ أكبر، قلّت فرصةُ بقاء العنقود . وبين العناقيد ذات زمن إزالة الغاز نفسه، تكون العناقيد ذات كفاءة تشكُّلٍ نجميٍّ أقلّ من 33% أسرعَ تفكّكًا .
إضافةً إلى التفكّك، ثمّة عمليّةٌ فيزيائيّةٌ أساسيّة أخرى في العناقيد الهرميّة ضمن التجمّع، وهي التفاعلُ التثاقُليّ المُتبادَل بين البُنى الفرعيّة. اقترح أنّ مثل هذه التفاعلات تُصبح مُهمّة عندما يكون الفصلُ الفيزيائي بين العناقيد المجاورة أقلّ من 30 فرسخًا فلكيًّا، وهو تقريبًا ثلاثةُ أضعاف نصف القطر المَدّي النموذجي للعناقيد المفتوحة في قرص المجرّة . وعندما تكون السُّرعةُ النسبيّة بين عنقودين متجاورين أصغر من تشتّتاتهما الداخليّة ، تتأثّر العناقيد بشدّة بالتفاعل الديناميكي مع جيرانها. وقد يُعزّز هذا التفاعلُ الديناميكي تكوُّنَ أزواجٍ عنقوديّةٍ مرتبطةٍ تثاقُليًّا .
لوحِظت أزواجٌ عديدة من العناقيد في كلٍّ من درب التبانة وسحابة ماجلان الكبرى . حوالي نصف أزواج العناقيد المجرّية في عمل أعمارُها أقلّ من 25 مليون سنة، ومعظم هذه الأزواج متزامنةٌ في العُمر. ونظرًا لغياب بياناتٍ حركيّة ثلاثيّة الأبعاد في الدراسات السابقة، فإنّ تحديد الحالة الفيزيائيّة لهذه الأزواج يتطلّب مزيدًا من البحث.
يبعُد زوجُ العنقودين المتزامنين Collinder 135 وUBC 7، بعُمرٍ يقارب 40 مليون سنة، مسافةً زاويّة قدرُها 15 درجة عن فيلا OB2، وقد اكتشفهما ثم دُرسا لاحقًا بتفصيلٍ أكبر بواسطة . تبلغ المسافةُ إلى هذا الزوج \(\sim\)300 فرسخٍ فلكيٍّ . في هذا العمل نبحث في التوزيع المكانيّ ثلاثيّ الأبعاد والعلاقة الحركيّة بين هذين العنقودين.
يُوفّر الإصدارُ المُبكِّر الثالث من بيانات Gaia دقّةً أعلى بنسبة 30% في اختلاف المنظر، ودقّةً مُضاعفة في الحركات الخاصّة مقارنةً بالإصدار الثاني . وتُتيح المواقعُ المكانيّة ثلاثيّة الأبعاد والحركاتُ الخاصّة تحديدًا أدقّ لعضويّة العناقيد وقياسَ الفصل الفيزيائي بين العناقيد المجاورة. وتُقدّم البُنيةُ الهرميّة لفيلا OB2 وزوج العنقودين المجاورين مختبرًا ممتازًا لدراسة تشكُّل وتطوّر ومصير العناقيد الهرميّة التي نشأت من السحابة الجزيئيّة نفسها. نقدّم هنا دراسةً مفصّلةً لمُركَّب فيلا OB2 وزوج العنقودين Collinder 135 وUBC 7 باستخدام بيانات Gaia EDR3 ومسح Gaia-ESO . نهدف إلى توصيف الحالات الديناميكيّة للعناقيد الفرديّة وتحديدِ التفاعلات فيما بينها.
يُنظَّم هذا البحث كما يلي: في القسم 2.1 نُناقش جودة وحدود بيانات Gaia EDR3، ونصف مجموعة البيانات المُدخلة لتحديد أعضاء العناقيد. ثم نعرض خوارزميّة StarGO المُستخدَمة لفكّ التجمّع الهرمي في القسم 2.2. تُعرَض عضويّة النجوم في البُنى الهرميّة لفيلا OB2 وزوج العنقودين في القسم 3، حيث نُناقش تبايُن الأعمار بين العناقيد المختلفة في فيلا OB2. ونُناقش الخصائص الحركيّة لكلّ بُنية في القسم 4. ويُعرَض التوزيع المكانيّ ثلاثيّ الأبعاد وتوزيع الكتلة لفيلا OB2 وزوج العنقودين في القسم 5. في هذا القسم، نستخدم طريقة انقطاع الميل (القسم 5.2) وطريقة الشجرة المُمتدّة الدُّنيا (القسم 5.3) لقياس توزيع الكتلة. وتُبحَث الحالةُ الديناميكيّة للعناقيد في القسم 6. ونُقدِّم تاريخ تشكُّل النجوم في المناطق المستهدفة في القسم 7. وفي القسم 8 نُجري محاكاة \(N\)-الجسم للتنبّؤ بالتطوّر المُستقبليّ لفيلا OB2 وزوج العنقودين. أخيرًا، نُقدِّم مُلخّصًا موجزًا لنتائجنا في القسم 9.