حتى الآن كان يُعتقد أن آخر تصادم كبير كان قبل 10 مليارات سنة، وتبين أن هناك تصادمًا كبيرًا حدث قبل 3 مليارات سنة أيضًا
لقد اصطدمت مجرتنا بالعديد من المجرات خلال وجودها. الآن، يكشف تلسكوب غايا الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أن آخر تصادم بينهما حدث بعد مليارات السنين مما كنا نعتقد.
نمت مجرة درب التبانة مع مرور الوقت مع اقتراب المجرات الأخرى، واصطدمت، وتمزقت، وابتلعتها مجرتنا. وتسبب كل تصادم في حدوث تجاعيد لا تزال تنتشر عبر عائلات مختلفة من النجوم، مما يؤثر على حركتها وسلوكها في الفضاء.
أحد أهداف جايا هو كشف تاريخ مجرتنا من خلال دراسة هذه التجاعيد، وهو ما تفعله عن طريق تحديد مواقع وحركات أكثر من 100,000 نجم قريب، وهو جزء صغير من ملياري مصدر يرصدها.
الكشف عن تاريخ مجرة درب التبانة من خلال هالة نجمية
"نصبح أكثر تجاعيدًا مع تقدمنا في العمر، لكن أبحاثنا تظهر أن العكس هو الصحيح بالنسبة لمجرة درب التبانة. يقول توماس دونلون من معهد رينسيلار للفنون التطبيقية وجامعة ألاباما في هانتسفيل بالولايات المتحدة الأمريكية، والمؤلف الرئيسي لدراسة غايا الجديدة: "إنها نسخة كونية من بنجامين باتون، حيث تصبح أقل تجعدًا بمرور الوقت". "من خلال النظر إلى الطريقة التي تتبدد بها هذه التجاعيد مع مرور الوقت، يمكننا تتبع متى شهدت مجرة درب التبانة آخر تصادم كبير لها - واتضح أن ذلك حدث بعد مليارات السنين مما كنا نعتقد".
تم اكتشاف هذه التجاعيد المجرية بواسطة جايا فقط في عام 2018. هذه الدراسة هي الأولى التي تحدد بدقة توقيت الاصطدام الذي أدى إلى ظهور التجاعيد، من خلال مقارنة الملاحظات مع عمليات المحاكاة الكونية.
حركات غريبة
تحتوي هالة درب التبانة على مجموعة كبيرة من النجوم ذات مدارات غير عادية، ويعتقد أن الكثير منها قد أضيف إلى مجرتنا خلال حدث يسميه علماء الفلك "الاندماج العظيم الأخير". كما يوحي الاسم، هذه هي المرة الأخيرة التي شهدت فيها مجرتنا اصطدامًا كبيرًا مع مجرة أخرى - والتي ربما كانت مجرة قزمة عملاقة تغمر درب التبانة بالنجوم التي تمر بالقرب من مركز مجرتنا.
وقد أرجع العلماء تاريخ هذا الاندماج إلى ما بين ثمانية وأحد عشر مليار سنة مضت، عندما كانت مجرة درب التبانة في شبابها، وتعرف باسم GSE. لكن البيانات الواردة من جايا - والتي تم إصدارها كجزء من تسليم بيانات التلسكوب لعام 2022 - تشير الآن إلى أن اندماجًا آخر ربما يكون قد نتج عن النجوم المتحركة بشكل غريب.
تضيف المؤلفة المشاركة هايدي جو: "لكي تكون تجاعيد النجوم واضحة كما تظهر في بيانات جايا، كان عليها أن تنضم إلينا قبل أقل من ثلاثة مليارات سنة، أي بعد خمسة مليارات سنة على الأقل مما كنا نعتقد سابقًا". نيوبيرج، وهو أيضًا من معهد رينسيلار للفنون التطبيقية. "تتشكل التجاعيد النجمية الجديدة في كل مرة تتأرجح فيها النجوم ذهابًا وإيابًا عبر مركز درب التبانة. لو أنها انضمت إلينا قبل ثمانية مليارات سنة، لكان هناك الكثير من التجاعيد جنبًا إلى جنب لدرجة أننا لن نراها كميزات منفصلة".
وتشير النتائج إلى أنه بدلاً من أن تأتي هذه النجوم من اندماج GSE القديم، فقد جاءت من حدث أحدث يسمى اندماج العذراء الشعاعي، والذي حدث قبل أقل من ثلاثة مليارات سنة.
إعادة كتابة التاريخ
هناك أدلة على حدوث اندماجات GSE في تاريخ مجرة درب التبانة. ومع ذلك، فإن العمل الأخير يمثل تحديًا فيما إذا كان الاندماج القديم الضخم ضروريًا بالفعل لشرح خصائص درب التبانة كما نراها اليوم، وما إذا كانت جميع النجوم التي تم تحديدها في الأصل مع GSEs هي من نفس حدث الاندماج.
في عام 2020، قاد توماس الدراسة التي حددت مكامن الخلل في النجوم في درب التبانة وقارنتها بمحاكاة عمليات اندماج مختلفة محتملة. "يمكننا أن نرى كيف تتغير أشكال وعدد التجاعيد بمرور الوقت باستخدام عمليات الدمج المحاكاة هذه. يقول توماس: "يسمح لنا هذا بتحديد الوقت الدقيق الذي تتطابق فيه المحاكاة بشكل أفضل مع ما نراه في بيانات غايا الحقيقية لمجرة درب التبانة اليوم - وهي طريقة استخدمناها أيضًا في هذه الدراسة الجديدة". "وبالقيام بذلك، وجدنا أن التجاعيد ربما كانت ناجمة عن مجرة قزمة اصطدمت بمجرة درب التبانة منذ حوالي 2.7 مليار سنة. لقد أطلقنا على هذا الحدث اسم الاندماج الشعاعي البكر.
منذ ذلك الحين، قام توماس وزملاؤه بدراسة هذا الاندماج بشكل أعمق، مما أدى إلى تحسين فكرة أن العديد من النجوم المتحركة بشكل غريب والحطام في الهالة الداخلية لمجرة درب التبانة قد تم إحضارها إلى مجرتنا عن طريق اصطدام مجري أحدث من GSE. وأوضحوا أيضًا أن النجوم التي تم تحديدها في الأصل مع GSE ربما تكون نتجت عن عمليات اندماج متعددة، بعضها قديم.
ويضيف توماس: "إن تاريخ درب التبانة تتم إعادة كتابته طوال الوقت، وذلك بفضل البيانات الجديدة من جايا". "لقد تغيرت صورتنا لماضي درب التبانة بشكل كبير حتى منذ عقد مضى، وأعتقد أن فهمنا لهذه الاندماجات سيستمر في التغير بسرعة.
"إن هذه النتيجة - وهي أن جزءًا كبيرًا من مجرة درب التبانة انضم إلينا فقط خلال مليار سنة الماضية - تمثل تغييرًا كبيرًا عما كان يعتقده علماء الفلك حتى الآن. تتوقع العديد من النماذج والأفكار الشائعة حول كيفية نمو مجرة درب التبانة أن يكون الاصطدام المباشر الأخير بمجرة قزمة بهذه الكتلة نادرًا جدًا.
من الواضح أن الاندماج الشعاعي لبرج العذراء جلب معه عائلة من المجرات القزمة الصغيرة الأخرى وعناقيد النجوم، والتي انضمت جميعها إلى مجرة درب التبانة في نفس الوقت تقريبًا. ستكشف الدراسات المستقبلية أيًا من هذه الأجسام الصغيرة، التي كان يُعتقد سابقًا أنها مرتبطة باندماج GSE القديم، هي في الواقع مرتبطة بالاندماج الشعاعي الأحدث لبرج العذراء.
تعاون مذهل
ينضم هذا الاكتشاف إلى سلسلة النتائج التي توصلت إليها جايا والتي تعيد كتابة تاريخ وطننا الكوني. يتمتع التلسكوب الفضائي بموقع فريد لدراسة مجموعة كبيرة ومتنوعة من النجوم في سمائنا، وقد تمكن من تجميع مجموعة بيانات غير مسبوقة لمواقع ومسافات وحركات حوالي 1.5 مليار نجم حتى الآن.
يقول تيمو فروستي، عالم مشروع جايا في وكالة الفضاء الأوروبية: "إن جايا هي مهمة مثمرة للغاية حيث ستغير نظرتنا إلى الكون". "لقد أصبحت هذه النتائج ممكنة بفضل العمل الجماعي المذهل والتعاون بين عدد كبير من العلماء والمهندسين في جميع أنحاء أوروبا وخارجها."
"يحسن هذا الاكتشاف ما نعرفه عن العديد من الأحداث المعقدة التي شكلت درب التبانة، ويساعدنا على فهم أفضل لكيفية تشكل المجرات وتبلورها - وخاصة مجرتنا الأم."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
