بالنسبة للكثيرين منا ، فإن النظر عن كثب في المرآة والخطو على ميزان الحمام مباشرة بعد العطلات يمكن أن يكشف عن مفاجأة كبيرة. تكشف القياسات عالية الدقة لمجرة درب التبانة أن مجرتنا تدور حوالي 100000 ميل في الساعة أسرع مما كان يُفهم سابقًا. وقال مارك ريد من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، إن هذه الزيادة في السرعة تزيد كتلة درب التبانة بنسبة 50 في المائة. الكتلة الأكبر ، بدورها ، تعني سحب جاذبية أكبر يزيد من احتمال الاصطدام مع مجرة أندروميدا أو المجرات الأصغر المجاورة. لذا ، على الرغم من أننا أسرع ، فنحن أثقل وزاد احتمال إبادة. المشكله!
يستخدم العلماء التلسكوب الراديوي طويل المدى (VLBA) التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم لإعادة رسم خريطة درب التبانة. بالاستفادة من قدرة VLBA التي لا مثيل لها على إنشاء صور مفصلة للغاية ، يجري الفريق برنامجًا طويل المدى لقياس المسافات والحركات في مجرتنا. في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في لونغ بيتش ، كاليفورنيا ، قال ريد أنهم يستخدمون اختلاف المنظر المثلثي لإجراء القياسات. وقال: "هذا بالضبط ما يستخدمه المساحون على الأرض لقياس المسافات". "وهذا هو المعيار الذهبي للقياس في علم الفلك".
تم استخدام المنظر المثلثي لأول مرة في عام 1838 لقياس المسافة النجمية الأولى. ومع ذلك ، مع تقنية أفضل ، أصبحت الدقة الآن أكبر بحوالي 10000 مرة.
يبعد نظامنا الشمسي حوالي 28000 سنة ضوئية عن مركز درب التبانة. عند هذه المسافة ، تشير الملاحظات الجديدة ، إلى أننا نتحرك بسرعة حوالي 600000 ميل في الساعة في مدارنا المجري ، صعودًا من التقدير السابق البالغ 500000 ميل في الساعة.
لاحظ العلماء 19 منطقة لتكوين نجم غزير عبر المجرة. في مناطق داخل هذه المناطق ، تعمل جزيئات الغاز على تقوية الانبعاثات الراديوية التي تحدث بشكل طبيعي بنفس الطريقة التي تعزز بها أشعة الليزر أشعة الضوء. تعمل هذه المناطق ، التي تسمى الماسرات الكونية ، كمعالم مشرقة للرؤية الراديوية الحادة لـ VLBA. من خلال مراقبة هذه المناطق بشكل متكرر في الأوقات التي تكون فيها الأرض في جوانب متقابلة من مدارها حول الشمس ، يمكن لعلماء الفلك أن يقيسوا التحول الطفيف الواضح لموضع الجسم على خلفية الأجسام البعيدة.
وجد الفلكيون أن قياسات المسافة المباشرة الخاصة بهم اختلفت عن القياسات السابقة وغير المباشرة ، وأحيانًا بعامل اثنين. وأوضح ريد أن المناطق المكونة للنجوم التي تأوي الماسرات الكونية "تحدد الأذرع الحلزونية للمجرة". وبالتالي فإن قياس المسافات إلى هذه المناطق يوفر مقياسًا لرسم خرائط الهيكل الحلزوني للمجرة.
تظهر مناطق تكوين النجوم في النقاط الخضراء والزرقاء على الصورة أعلاه. شمسنا (ونحن!) حيث توجد الدائرة الحمراء.
يمكن لـ VLBA إصلاح المواضع في السماء بدقة بحيث يمكن اكتشاف الحركة الفعلية للأجسام أثناء دورانها في مركز درب التبانة. من خلال إضافة قياسات للحركة على طول خط الرؤية ، والتي يتم تحديدها من خلال التحولات في تردد البث اللاسلكي للماسرات ، يستطيع الفلكيون تحديد الحركات ثلاثية الأبعاد الكاملة لمناطق تشكيل النجوم. باستخدام هذه المعلومات ، ذكر ريد أن "معظم المناطق المكونة للنجوم لا تتبع مسارًا دائريًا لأنها تدور حول المجرة. بدلاً من ذلك نجدها تتحرك ببطء أكثر من المناطق الأخرى وعلى المدارات الإهليلجية ، وليست دائرية. "
يعزو الباحثون هذا إلى ما يسمونه صدمات الموجات الحلزونية الحلزونية ، والتي يمكن أن تأخذ الغاز في مدار دائري ، وتضغطه لتشكيل النجوم ، وتتسبب في دخوله إلى مدار إهليلجي جديد. وأوضحوا أن هذا يساعد على تعزيز الهيكل اللولبي.
وجد ريد وزملاؤه مفاجآت أخرى أيضًا. سمح قياس المسافات إلى مناطق متعددة في ذراع حلزوني واحد بحساب زاوية الذراع. قال ريد: "تشير هذه القياسات إلى أن مجرتنا ربما تحتوي على أربعة أذرع لولبية من الغاز والغبار تشكل النجوم." تشير الاستطلاعات الأخيرة التي أجراها تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا إلى أن النجوم الأقدم يقيمون في الغالب في ذراعين لولبيين ، مما يثير سؤالًا عن سبب عدم ظهور النجوم الأكبر سناً في جميع الأذرع. يقول الفلكيون إن الإجابة على هذا السؤال ستتطلب المزيد من القياسات وفهمًا أعمق لكيفية عمل Galaxy.
والآن ، بعد أن علمنا أننا أكثر ضخامة ، كيف نقارن بالمجرات الأخرى في جوارنا؟ قال ريد في المؤتمر "في مجموعتنا المحلية من المجرات ، كان يعتقد أن أندروميدا هي الأخت الكبرى المهيمنة ، لكننا متساوون في الحجم والكتلة. نحن لسنا توأمان متطابقين ، لكننا أشبه بتوائم أخوية. ومن المحتمل أن تصطدم المجرتان في وقت أقرب مما كنا نعتقد ، لكن ذلك يعتمد على قياس الحركة الجانبية ، التي لم يتم إجراؤها بعد ".
VLBA هو نظام من 10 هوائيات تلسكوب لاسلكي تمتد من هاواي إلى نيو إنجلاند ومنطقة البحر الكاريبي. لديها أفضل قوة حل ، من أي أداة فلكية في العالم. يمكن لـ VLBA إنتاج صور بشكل روتيني مئات المرات أكثر تفصيلاً من تلك التي ينتجها تلسكوب هابل الفضائي. إن قوة حل VLBA الهائلة ، التي تعادل القدرة على قراءة صحيفة في لوس أنجلوس من مسافة نيويورك ، هي ما يسمح للفلكيين بتحديد المسافات بدقة.
المصدر: AAS ، مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية
