اكتشف علماء الفلك تموجات تشبه البركة في جميع أنحاء القرص الغازي لمجرة قديمة.
ما الذي يسبب التموجات، وماذا يخبرنا عن تكوين المجرات البعيدة وتطورها؟ مهما حدث، كيف أثر على المجرة ووظيفتها الرئيسية: صناعة النجوم؟
ويدور الاكتشاف حول مجرة حلزونية قديمة جدًا. ويبلغ عمره 12 مليار سنة ويسمى BRI 1335-0417. باعتبارها أقدم دوامة معروفة، فإنها تحتل مكانة مركزية في دراستنا لكيفية تشكل المجرات وتطورها.
ووفقا للعلماء، فإن التموجات الموجودة في قرص BRI 1335-0417 تكشف عن أنماط نمو المجرة. تظهر الملاحظات حركة القرص المتأرجحة عموديًا مثل التموجات في البركة. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة هذه الظاهرة، ويمكن أن تساعد التموجات في تفسير تكوين النجوم في المجرة.
الملاحظات هي جزء من بحث جديد نشر اليوم الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. عنوان البحث هو “الكشف عن موجة انحناء القرص في مجرة حلزونية ذات انزياح أحمر 4.4.“المؤلف الرئيسي هو الدكتور تاكافومي تسوغوي، زميل ما بعد الدكتوراه في كلية أبحاث علم الفلك والفيزياء الفلكية (RSAA) في الجامعة الوطنية الأسترالية.
يُعرف BRI 1335-0417 بمعدل تكوين النجوم السريع. وتنتج نجومًا أكثر من المجرات الحديثة مثل درب التبانة. تظهر بعض القياسات أنها تشكل نجومًا أسرع بمئات المرات من مجرتنا. بطريقة ما، يتم نقل المزيد من الغاز إلى النجوم مقارنة بالمجرات الأخرى.
تم أخذ الملاحظات التي كشفت عن التموجات باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/تحت المليمترية ALMA. تتمتع ALMA بقوة خاصة في رصد الغاز والغبار، مما ساعد على رؤية التموجات. ويقول الباحثون إن التموجات هي دليل على نوع ما من التأثير الخارجي، مثل التفاعلات مع مجرة أخرى أو غاز قادم. كل من هذه التأثيرات يمكن أن تؤدي إلى تكوين النجوم بسرعة وتساعد في تفسير سبب قيام BRI 1335-0417 بتكوين النجوم بهذه السرعة.
لكن ALMA اكتشفت أكثر من مجرد تموجات؛ كما عثرت على دليل على وجود شريط مركزي.
تحفز القضبان الموجودة في المجرات الحلزونية تكوين النجوم عن طريق دفع الغاز من الأذرع إلى قلب المجرة، حيث يؤدي إلى ولادة النجوم. ويمكن تفسير نفس العملية نوى المجرة النشطة.
“يبدو الشريط، الذي يبلغ نصف قطره 3.3 +/- 0.2 كيلو فرسخ فلكي والجسر الحلزوني ذو الذراعين الذي تم تحديده مسبقًا، واضحًا في كليهما. [C-II] و [far infrared] وكتب الباحثون في ورقتهم البحثية: “إن الصور تدفع التطور السريع للمجرة عن طريق دفع الغاز نحو المركز”.
القضبان طبيعية في المجرات الحلزونية. وأظهرت دراسة أكثر من ربع المجرات الحلزونية لها قضبان. تعتبر كل من مجرة درب التبانة وأقرب جيراننا، مجرة المرأة المسلسلة، مجرة حلزونية محظورة. القضبان عابرة وتتحلل بمرور الوقت، وتحول المجرات الحلزونية ذات القضبان إلى مجرات حلزونية بسيطة. تدوم القضبان حوالي ملياري سنة فقط. يمكنها أن تدور وتتشكل وتتحلل مرارًا وتكرارًا، مما يساعد في تفسير سبب العثور على الكثير منها.
تشير بعض الأفكار الفلكية الراسخة إلى أن تشكل الشريط هو الخطوة الأخيرة في تطور المجرة.
وتعليقًا على البحث الذي أجري في عام 2008، قال كارثيك شيث من مركز سبيتزر للعلوم: “قد يكون تشكيل الشريط هو العملية الحاسمة الأخيرة في تطور المجرة الحلزونية”.
“يُعتقد أن المجرات تتشكل عن طريق الاندماج مع مجرات أخرى. وبعد الاستقرار، فإن الطريقة الدرامية الوحيدة التي تتطور بها المجرات هي من خلال عمل القضبان.”
لكن علماء الفلك لم يعثروا قط على شريط في أي مجرة في وقت مبكر من الكون.
يشير هذا إلى آلية مختلفة لكيفية تشكل القضبان. “تم تحديد الشريط [C-II] و [far infrared] تشير صور المجرة القرصية الغنية بالغاز إلى منظور جديد حول تكوين القضبان المبكر في المجرات الغنية بالغاز ذات الانزياح الأحمر العالي، وهو قرص غني بالغاز غير مستقر الجاذبية يشكل شريطًا غازيًا مكونًا للنجوم بدلاً من شريط نجمي موجود مسبقًا. “القرص النجمي” ، يكتب المؤلفون.
يشرح المؤلفون: “قد يفسر هذا الهياكل الشبيهة بالقضبان المنتشرة في صور FIR للمجرات ذات الانزياح الأحمر العالي التي يقل حجمها عن المليمتر”.
إن العثور على هذه التموجات – والشريط – في هذه المجرة القديمة يفرض علينا إعادة التفكير. عادةً ما يكون القرص الغازي في مجرة كهذه مستقرًا، لذا تشير التموجات إلى أن شيئًا ما قد حدث مؤخرًا للقرص.
ومن غير المعروف ما إذا كانت قد تفاعلت مع مجرة أخرى أو مع سحابة غازية ضخمة. ومع ذلك، فإن النتيجة تبدو طبيعية للمؤلفين. وكتبوا: “من الطبيعي أن نفترض أن مثل هذا التفاعل سيمكن أيضًا من نشاط تكوين النجوم العالي”.
يعتقد علماء الفلك اعتقادًا راسخًا أن المجرات تتشكل وتتشكل عن طريق الاندماج مع مجرات أخرى وسحب غازية ضخمة. هذه النتائج لا تتحدى الفكرة. لكن ملاحظة التموجات الملحوظة تعطي الباحثين نافذة أخرى على كيفية عملها.
تم نشر هذه المقالة في الأصل الكون اليوم. واصل القراءة المقالة الأصلية.
