كيف تقدم مهمتا Webb وGaia منظورًا جديدًا لتكوين المجرات

وفي مجال علم الآثار المجرية، يستخدم علماء الفلك معلومات أكثر تفصيلا لتتبع أصول مجرتنا – وللتعرف على كيفية تشكل المجرات الأخرى في المراحل المبكرة من الكون. وباستخدام التلسكوبات الفضائية القوية مثل غايا وجيمس ويب، يستطيع علماء الفلك النظر إلى الوراء في الزمن ورؤية النجوم والمجرات القديمة. بين بيانات جايا حول مواقع وحركات النجوم في مجرتنا درب التبانة وملاحظات ويب للمجرات المبكرة التي تشكلت عندما كان الكون لا يزال شابًا، يتعلم علماء الفلك كيفية اندماج المجرات ويقومون باكتشافات مذهلة تشير إلى أن الكون المبكر كان مزدحمًا ومشرقًا. مما كان يعتقده أي شخص في السابق.

أقدم أجزاء من درب التبانة

وفي ورقة بحثية حديثة، حدد الباحثون باستخدام تلسكوب كيا الفضائي تياران من النجوميُسمى شاكتي وشيفا، ولكل منهما ما مجموعه 10 ملايين شمس، ويُعتقد أنهما اندمجتا في درب التبانة منذ حوالي 12 مليار سنة.

كانت هذه التيارات موجودة قبل أن تمتلك مجرة ​​درب التبانة سمات مثل القرص أو أذرعها الحلزونية، ويعتقد الباحثون أنها قد تكون من أقدم اللبنات الأساسية لتطور المجرة.

وقال الباحث الرئيسي كياتي مالهان من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA): “الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه يمكننا اكتشاف هذه الهياكل منذ العصور القديمة”. قوة الجاذبية، وقد شكلوا في الأساس مجرة ​​درب التبانة.

حدث هذا عندما كان الكون لا يزال فتيًا، وتشكلت المجرات الأولى قبل حوالي 13 مليار سنة فقط. في حين أن هذه المجموعات من النجوم تتجمع معًا لتشكل درب التبانة، إلا أنه من المثير للجدل ما إذا كان يمكن تسمية المجموعة المدمجة بمجرة. على الرغم من أن هناك متطلبات جاذبية واسعة النطاق لكي تتجمع النجوم ذات كتلة معينة، إلا أنه لا يوجد تعريف دقيق للوقت الذي يمكن فيه تسمية مجموعة من النجوم ببداية المجرة.

“متى تكون المدينة مدينة؟” قال هانز والتر ريجز، المؤلف المشارك لـ MPIA. “ولهذا السبب لا توجد حقبة تتشكل فيها المجرة. إنها عملية مستمرة.”

درب التبانة كحالة اختبار

مع وجود الكثير لنتعلمه عن تكوين المجرات، فمن المنطقي أن نبدأ بمجرتنا درب التبانة كحالة اختبار. وقال ريجز إن مجرة ​​درب التبانة هي “مجرة متوسطة كبيرة جدا”. ومقارنة ببقية الكون، فإن “نصف النجوم تعيش في مجرات كبيرة، ونصف النجوم تعيش في مجرات صغيرة”.

ما يجعل مجرة ​​درب التبانة مفيدة هو أن لدينا إمكانية الوصول إليها بشكل فريد، مما يمنحنا القدرة على رؤية النجوم الفردية داخلها. وهذا يعني أن الباحثين يمكنهم التعرف على مجموعات كبيرة من النجوم التي ظهرت معًا بأعمار مماثلة وكميات من العناصر الثقيلة. إن النظر إلى كل مجموعة من هذه المجموعات يساعدنا على تتبع كيفية تجميع المجرة.

هناك طريقتان رئيسيتان لدخول النجوم إلى المجرة. أولا، هناك سحب كبيرة من الغاز المنتشر داخل المجرة الموجودة، ويتكثف هذا الغاز ليشكل النجوم. وبدلاً من ذلك، قد يتم سحب النجوم التي تتشكل في مجرة ​​تابعة إلى المجرة الرئيسية.

اليوم، كثيرًا ما نرى النجوم تتشكل داخل السحب الغازية، و90% من النجوم التي نراها اليوم تتشكل بهذه الطريقة. لكن في المراحل الأولى من عمر الكون، يكون خيار تراكم الأقمار الصناعية أكثر أهمية، حيث يُعتقد أن معظم النجوم من هذه الفترة قد تشكلت في مجموعات تم سحبها على طول درب التبانة الفتية.

لفهم تاريخ مجرة ​​درب التبانة، يجب على علماء الفلك تتبع أصول هذه المجموعات من النجوم ومعرفة ما الذي جذبهم إلى المجرة التي نعرفها اليوم. وقال ريجز: “كان أحد الأهداف الكبيرة هو: هل يمكننا إعادة إنتاج أحداث الإضافة الأولية لهذه الأجزاء؟”.

وباستخدام بيانات غايا، تمكن الباحثون من انتقاء مجموعات من النجوم ذات مدارات مماثلة تقع باتجاه مركز المجرة. تقع في منتصف المسافة تقريبًا بين الأرض ومركز المجرة وتشكل طارة سميكة الجدران حول مركز المجرة.

ويشتبه الباحثون في أن تياري النجوم اللذين اكتشفاهما هما الأجزاء النهائية من درب التبانة التي تم امتصاصها خلال مرحلة تراكم الأقمار الصناعية، وبعد ذلك أصبح تكوين النجوم في المجرة هو المحرك الأساسي لتراكم النجوم في المجرة. قال ريجز: “يبدو أن شاكتي وشيفا هما الاندفاع الأخير في تلك المرحلة المبكرة، عندما كانت في الغالب أجزاء وأجزاء تتجمع معًا”.