كيف تبدو درب التبانة المبكرة؟

Send

في الأيام الأولى لكوننا ، قبل أكثر من 13 مليار سنة ، لم يكن هناك سوى بنية قليلة جدًا. كانت هناك نجوم ، وكانت تتشكل بمعدل سريع ، لتطلق ما يعرف باسم العصر Stelliferous. لكن المجرات الهائلة المهيبة التي نراها اليوم ، بما في ذلك مجرتنا درب التبانة ، لم تتشكل بعد.

كانت المجرات الأولى التي تشكلت هي المجرات القزمة ، ومع مرور الوقت ، اندمجت معًا لبناء أنواع المجرات الحلزونية التي نراها اليوم. يعرف علماء الفلك أن هذا ما حدث ، ولكن لم يتضح الجدول الزمني الدقيق لدرب التبانة. الآن كشفت دراسة جديدة نشرت في Nature Astronomy بعض التفاصيل في تشكيل مجرتنا الرئيسية.

تستند الدراسة الجديدة التي تحمل عنوان "الكشف عن ولادة درب التبانة عبر العصور النجمية الدقيقة مع Gaia" إلى بيانات من مركبة الفضاء Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية. مهمة Gaia هي رسم خريطة النجوم في درب التبانة. لن يتم تعيينها جميعًا ، لكنها ستقيس بدقة موقع وحركة واحد بالمائة فقط من نجوم المجرة البالغ عددها 100 مليار نجم. تكشف هذه العينة صورة شاملة للمجرة.

يتم نقل حركة النجم إلى ذلك النجم في وقت تكوينه. ينشئ Gaia خريطة ثلاثية الأبعاد لدرب التبانة من خلال قياس هذه الحركة. بشكل أساسي ، تسمح هذه الخريطة لعلماء الفلك بالنظر إلى الوراء عبر الزمن ، من خلال تتبع حركة النجم للخلف. هذا هو السبب في أن بيانات Gaia هي أداة قوية لفهم تاريخ درب التبانة.

استخدم فريق من علماء الفلك من معهد Astrofisica de Canarias (IAC) هذه البيانات لفحص تاريخ درب التبانة ومعرفة كيف كانت تبدو في الماضي. المؤلف الرئيسي للمقالة هو كارم غالارت ، الباحث في IAC. قال جالارت في بيان صحفي: "لقد قمنا بتحليل ومقارنة النماذج النظرية لتوزيع ألوان وأحجام (سطوع) النجوم في درب التبانة ، وتقسيمها إلى عدة مكونات. ما يسمى بالهالة النجمية (هيكل كروي يحيط بالمجرات اللولبية) والقرص السميك (النجوم التي تشكل قرص مجرتنا ، ولكنها تحتل نطاقًا معينًا من الارتفاع).

درس الفلكيون هالة المجرة في درب التبانة ووجدوا مجموعتين مميزتين من النجوم هناك. تهيمن النجوم الزرقاء على واحد من هؤلاء السكان. أخبرت حركة تلك النجوم علماء الفلك أنهم بقايا مجرة قزمة اندمجت مع درب التبانة. تسمى هذه المجرة القزمة القديمة Gaia-Enceladus. يتكون السكان الآخرون في الهالة من النجوم الحمراء. لم يتم فهم تاريخ تلك النجوم والجدول الزمني لدمج درب التبانة / جايا إنسيلادوس جيدًا.

بفضل مهمة Gaia وعمل هؤلاء الفلكيين ، نحن الآن نفهم بشكل أفضل الاندماج.

"لقد سمح لنا تحليل البيانات من Gaia بالحصول على توزيع أعمار النجوم في كلا المكونين وأظهر أن الاثنين يتشكلان من نجوم قديمة على قدم المساواة ، أقدم من تلك الموجودة في القرص السميك" ، يقول باحث IAC و المؤلف المشارك كريس بروك.

لكن هذا يطرح سؤالًا آخر: إذا كان كلا سكان النجوم في نفس العمر ، فكيف يختلفون؟ في الغالب يتلخص في المعدن.

وأوضح توماس رويز لارا ، الباحث والمؤلف المشارك في IAC ، أن "الجزء الأخير من اللغز تم إعطاؤه من خلال كمية" المعادن "(العناصر التي ليست هيدروجين أو هيليوم) في نجوم مكون أو آخر". "تحتوي النجوم في المكون الأزرق على كمية أقل من المعادن من تلك المكونة للمكون الأحمر".

هذه النتائج ، مع إضافة تنبؤات المحاكاة التي تم تحليلها أيضًا في المقالة ، سمحت للباحثين بإكمال تاريخ تكوين درب التبانة.

تحكي نتائج هذا العمل قصة تكوين النجوم ودمج المجرات ونموها التي تؤدي إلى درب التبانة الحالي.

تبدأ هذه القصة قبل 13 مليار سنة ، بعد مئات الملايين من السنوات من الانفجار الكبير ، عندما كانت النجوم تتشكل في نظامين منفصلين. كان أحدهما مجرة Gaia-Enceladus القزمة ، والآخر كان سلف درب التبانة. كان درب التبانة المبكر أكبر بحوالي 4 أضعاف من المجرة القزمة ، وكان يتألف من نجوم معدنية أصغر سنا.

قبل حوالي 10 مليار سنة ، كان هناك تصادم عنيف بين Gaia-Enceladus وأوائل درب التبانة. وضع هذا الحدث بعض النجوم من المجرة القزمة وبعضها من درب التبانة الأكبر في حركة فوضوية ، وفي النهاية شكلوا الهالة. ثم كانت هناك فترة طويلة من الانفجارات الفوضوية للتكوين النجمي ، حتى استقرت الأمور قبل حوالي 6 مليارات سنة. ثم استقر الغاز في قرص المجرة وأعطانا ما نسميه القرص الرقيق.

يوضح ماتيو مونيللي ، الباحث في IAC والمؤلف المشارك في كتابة المقال: "حتى الآن ، تشير جميع التنبؤات والملاحظات الكونية للمجرات اللولبية البعيدة المشابهة لدرب التبانة إلى أن هذه المرحلة العنيفة من الدمج بين الهياكل الأصغر كانت متكررة جدًا". . "لقد تمكنا الآن من تحديد خصوصية العملية في مجرتنا ، وكشف المراحل الأولى من تاريخنا الكوني بتفاصيل غير مسبوقة."