تمثيل فني لمجرة درب التبانة محاطة بالعشرات من تيارات النجوم. هذه التيارات عبارة عن مجرات فرعية تابعة للأقمار الصناعية أو عناقيد كروية يتمزقها الآن جاذبية مجرتنا. الائتمان: James Josephites و S5 Collaboration
اقترب علماء الفلك خطوة واحدة من الكشف عن خصائص المادة المظلمة التي تحيط بنا درب التبانة المجرة ، بفضل الخريطة الجديدة لتيارات النجوم الاثني عشر التي تدور حول مجرة مجرتنا.
إن فهم تدفقات النجوم هذه مهم جدًا لعلماء الفلك. وكشفوا عن المادة المظلمة التي تحمل النجوم في مداراتها ، يخبروننا أيضًا بتاريخ تكوين مجرة درب التبانة ، وكشفوا أن مجرة درب التبانة قد نمت بشكل مطرد من خلال تجزئة أنظمة النجوم الصغيرة على مدى مليارات السنين.
https://www.youtube.com/watch؟v=QDyN9mfDq4Q
يُظهر الفيلم الموقع ثلاثي الأبعاد للنجوم الفردية في عشرات التدفقات التي شاهدتها S5. ألوان النقاط الفردية وفقًا لسرعة النجم ثلاثية الأبعاد. الائتمان: سيرجي كوبوسوف ، S5 Collaboration
قال لي: “إننا نرى هذه التيارات تتعطل بسبب الجاذبية لدرب التبانة ، لتصبح في النهاية جزءًا من مجرة درب التبانة.
شرع البروفيسور لي وفريقه من المتعاونين الدوليين في مشروع خاص – المسح الطيفي للتيار النجمي الجنوبي (S5) – لقياس خصائص التيارات النجمية: بقايا مجزأة من المجرات المجاورة وعناقيد النجوم الكاذبة بمفردنا. درب التبانة.
منظر فني لتيارات النجوم الاثني عشر التي لاحظها S5 كما تُرى من القطب الجنوبي للمجرة. الائتمان: Geraint F. Lewis، S5 Collaboration
كان لي وفريقه أول مجموعة من العلماء الذين درسوا مثل هذه المجموعة الغنية من التيارات النجمية ، وقياس سرعة النجوم باستخدام التلسكوب الأنجلو-أسترالي (AAT) ، وهو تلسكوب بصري بطول 4 أمتار في أستراليا. استخدم لي وفريقه تحول دوبلر للضوء – نفس الخاصية التي تستخدمها بنادق الرادار للقبض على السائقين السريعين – لاكتشاف مدى سرعة تحرك النجوم الفردية.
على عكس الدراسات السابقة التي ركزت على تيار واحد في كل مرة ، علق دانيال زوكر ، الأستاذ المساعد في جامعة ماكواري ، قائلاً: “إن S5 مخصص لقياس أكبر عدد ممكن من التدفقات ، وهو ما يمكننا القيام به بكفاءة عالية باستخدام القدرات الفريدة لـ AAT. ” .
موقع النجوم في عشرات الجداول كما يظهر في السماء. تُظهر الخلفية النجوم في مجرتنا درب التبانة من مهمة كيا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية. AAT هو تلسكوب نصف الكرة الجنوبي ، لذلك لا يلاحظ S5 سوى التدفقات في السماء الجنوبية. الائتمان: Ting Li و S5 Cooperation و European Space Agency
تكشف خصائص التيارات النجمية عن وجود مادة مظلمة غير مرئية في مجرة درب التبانة. قال البروفيسور جيريانت ف. ، الأستاذ المساعد في جامعة سيدني: “فكر في شجرة عيد الميلاد”. يقول لويس. وقال “في ليلة مظلمة نرى أضواء عيد الميلاد لكنها ليست شجرة ملتوية. لكن شكل الأضواء يكشف عن شكل الشجرة”.
من خلال قياس سرعاتهم ، يمكن لعلماء الفلك استخدام هذه الملاحظات لإنشاء مركبات كيميائية في النجوم تحدد مكان نشأتها. يقول البروفيسور أليكس ج. جامعة شيكاغو، مؤلف مشارك في الدراسة. “يوفر هذان النوعان من التيارات رؤى مختلفة لطبيعة المادة المظلمة.”
https://www.youtube.com/watch؟v=1jCHEaCdjx0
موجة اضطراب لعشر مجموعات عالمية في مجرة درب التبانة لمدة 8 مليارات سنة. تُظهر الجسيمات الحمراء المادة المظلمة لمحاكاة مجرة درب التبانة وتظهر الجسيمات الخضراء عناقيد كروية متحللة. تشكل النجوم من العناقيد الكروية المتحللة تيارات نجمية طويلة تتبع المدار. يستخدم علماء الفلك هذه التيارات لقياس تشتت واضطراب المادة المظلمة في مجرة درب التبانة وتاريخ تراكم مجرتنا. الائتمان: Denise Erkel، S5 Collaboration
وفقًا للبروفيسور لي ، فإن هذه الملاحظات الجديدة ضرورية لتحديد كيفية ظهور مجرتنا درب التبانة من الكون اللامتناهي. الانفجار العظيم. قال لي: “بالنسبة لي ، هذا أحد أكثر الأسئلة إثارة للاهتمام ، مسألة ظهورنا النهائي”. “هذا هو السبب في أننا قمنا بتثبيت S5 وشكلنا تعاونًا دوليًا لمعالجة هذا الأمر.”
كان أحد العوامل المهمة في نجاح S5 هو ملاحظات رحلة غايا الفضائية الأوروبية. قال الدكتور سيرجي كوبوسوف ، عالم الفلك في جامعة إدنبرة والمؤلف المشارك للدراسة: “زودتنا كيا بقياسات دقيقة لمواقع وحركات النجوم ، وهي ضرورية لتحديد أعضاء التيارات النجمية.
https://www.youtube.com/watch؟v=LHoESm09GOc
يأتي هذا بعد انهيار موجة عنقودية عالمية في 8 مليارات سنة. تُظهر الجسيمات الحمراء المادة المظلمة لمجرة كبيرة بينما تُظهر الجسيمات الخضراء الكتلة الكروية المتحللة. النجوم القريبة من السالف تشكل شكل “S” بسبب تأثير الجاذبية للعنقود الكروي. الائتمان: Denise Erkel، S5 Collaboration
يخطط فريق لي لإجراء المزيد من القياسات لتدفقات النجوم في مجرة درب التبانة. وفي الوقت نفسه ، فهي سعيدة بهذه النتائج كنقطة انطلاق. يقول لي: “في العقد القادم ، سيكون هناك الكثير من الدراسات المتخصصة التي تبحث في التيارات النجمية”. “نحن رواد الطريق ومكتشفو الطريق في هذه الرحلة. ستكون مثيرة للغاية!”
تمت الموافقة على النتائج للنشر في الجمعية الفلكية الأمريكية مجلة الفيزياء الفلكية.
ملاحظة: “S5: الخصائص المدارية والكيميائية لدزينة من التدفقات النجمية” بقلم تينغ إس لي ، وألكسندر بي جي ، وأندرو بي بيس ، ودينيس إركال ، وسيرجي إي كوبوسوف ، ونورا شيب ، وغاري إس دا كوستا ، ولارا آر . كولينن ، كيلر كوهين ، غيرانت ف. لويس ، دوجلاس ماجي ، جيفري د. سيمبسون ، دانيال ب. زوكر ، بيتر س. فيرجسون ، سارة ل. مارتيل ، جاز بلانت-هوثورن ، إدواردو بالبينوتي ، جيان تاوانجار ، دبليو أليكس تراليك ، كايانتي م. دي سيلفا ، جوشوا د. سيمون ، تعاون S5 ، تم قبوله ، مجلة الفيزياء الفلكية.
arXiv: 2110.06950