من خلال تتبع حركات مليارات النجوم في مجرتنا، كشف تلسكوب جايا الفضائي عن تاريخ مجرة درب التبانة، وأحدث النتائج التي توصلت إليها المركبة الفضائية تفكك هذه القصة بطريقة أكثر حرفية من أي وقت مضى.
اكتشف جايا تيارين قديمين من النجوم يبدو أنهما قد نسجا معًا منذ أكثر من 12 مليار سنة، أي بعد أقل من ملياري سنة من الانفجار الكبير. إن تيارات النجوم قديمة جدًا لدرجة أنها تشكلت على الأرجح حتى قبل أن تبدأ الأذرع الحلزونية أو القرص الممتد لمجرة درب التبانة في التشكل.
تمت تسمية هذه الجداول على اسم الآلهة الهندوسية شاكتي وشيفا، اللذين اتحدا لخلق الكون (أو الكون الكبير). وهذا أمر مناسب، فمن المحتمل أن تكون هذه التيارات النجمية القديمة قد اجتمعت معًا لتشكل أساس المجرة التي نعيش فيها.
متعلق ب: علماء يكشفون خريطة لم يسبق رؤيتها للمحرك المركزي لمجرة درب التبانة (صورة)
وقال خياتي مالهان، رئيس فريق البحث والعالم في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA)، في بيان: “الأمر المذهل حقًا هو أنه يمكننا اكتشاف هذه الهياكل القديمة على الإطلاق”. “لقد تغيرت مجرة درب التبانة بشكل ملحوظ منذ ولادة هذه النجوم لدرجة أننا لم نكن نتوقع التعرف عليها بشكل واضح كمجموعة – ولكن البيانات غير المسبوقة التي نحصل عليها من جايا جعلت ذلك ممكنا.”
سمحت ملاحظات جايا لمالهان وزملائه بتحديد مدارات النجوم الفردية في درب التبانة وكذلك تحديد تركيباتها.
وتابع مالهان: “عندما تصورنا مدارات كل هذه النجوم، برز هيكلان جديدان عن البقية بين النجوم ذات التركيب الكيميائي المحدد”. “لقد أطلقنا عليهم اسم شاكتي وشيفا.”
شاكتي وشيفا، خيوط قماش درب التبانة
وفي عام 2022، قامت جايا بدراسة المنطقة الداخلية لمجرة درب التبانة، واكتشفت أنها مليئة بأقدم النجوم في مجرتنا. استمرارًا لمشروع علم الآثار المجري، كشفت الدراسة الجديدة الآن عن كيفية توزيع هذه النجوم القديمة، وتمييزها كشظايا متميزة اندمجت مع مجرة درب التبانة الوليدة قبل وقت طويل من اتخاذها شكل مجرة حلزونية.
كما نراهم اليوم، يُعرف كل من شاكتي وشيفا باسم “شظايا المجرة الأولية” التي تقع بالقرب من قلب درب التبانة؛ كلاهما يمتلك مسارات مدارية مماثلة حول تلك المنطقة الوسطى. يحتوي كل تيار على كتلة تبلغ حوالي 10 ملايين شمس، ويُعتقد أن عمر النجوم التي تشكل هذه الكتلة يتراوح بين 12 مليار و13 مليار سنة.
طوال حياتها، تقوم النجوم بإجراء الاندماج النووي في قلبها، حيث تقوم بتحويل الهيدروجين إلى هيليوم ودمج الهيليوم إلى عناصر أثقل، والتي يطلق عليها علماء الفلك مجتمعة المعادن. وُلد الجيل الأول من النجوم عندما كان الكون يتكون في معظمه من الهيدروجين والهيليوم، لذا فهي تفتقر إلى مثل هذه المعادن بتركيزات كبيرة.
ومع ذلك، عندما مات هذا الجيل الأول من النجوم وانفجر في شكل مستعرات أعظم، قاموا بتفريق العناصر التي كانوا يشكلونها في جميع أنحاء الكون. وقد وجدت هذه المعادن نفسها في نهاية المطاف في الجيل الثاني من النجوم، والذي كان بالتالي أكثر ثراءً بالمعادن من الجيل الأول. استمرت عملية حياة النجوم وموتها وانبعاثها، وهذا يعني أن علماء الفلك يمكنهم تحديد عمر النجوم بناءً على المحتوى المعدني المرصود.
وقال هانز والتر ريكس، المؤلف المشارك في البحث، والذي كان أيضًا “عالم آثار المجرة” الذي قاد عمل 2022: “النجوم الموجودة في قلب مجرتنا فقيرة بالمعادن، لذلك أطلقنا على هذه المنطقة اسم “القلب القديم الفقير” لمجرة درب التبانة”. في البيان. “حتى الآن، لم نتعرف إلا على هذه الأجزاء المبكرة جدًا التي اجتمعت معًا لتشكل قلب درب التبانة القديم.
“مع شاكتي وشيفا، نرى الآن القطع الأولى التي تبدو قديمة نسبيًا ولكنها تقع في مكان أبعد. وهذه تدل على الخطوات الأولى لنمو مجرتنا نحو حجمها الحالي.”
في حين أن شاكتي وشيفا يشتركان في العديد من أوجه التشابه، إلا أن هناك بعض الاختلافات المهمة بين التيارين النجميين القديمين. ووجد الفريق أن النجوم التي تشكل شاكتي أبعد عن قلب مجرة درب التبانة، على سبيل المثال، ولها مدارات دائرية أكثر من نجوم شيفا.
قصص ذات الصلة:
– خريطة درب التبانة الجديدة تكشف الفوضى الرائعة التي تعاني منها مجرتنا
– قد تكون مجرة درب التبانة ذات شكل مختلف عما كنا نعتقد
– كيف نعرف كيف تبدو درب التبانة؟
منذ أكثر من 12 مليار سنة، كانت مجرة درب التبانة مكونة من عدد كبير من الخيوط الطويلة وغير المنتظمة من الغاز والغبار التي تجمعت لتشكل النجوم وتلتف حول بعضها البعض لتشكل في نهاية المطاف مجرتنا.
بفضل جايا، يعرف علماء الفلك الآن أن شاكتي وشيفا شاركا أيضًا في مزيج درب التبانة المبكر هذا. ومع ذلك، فإن هذا لا يجيب على جميع الأسئلة الملحة حول مجرتنا الناشئة، وسيستمر الباحثون في استخدام جايا لبناء شجرة عائلة نجمية لمجرة درب التبانة.
وقال تيمو بروستي، عالم مشروع جايا في وكالة الفضاء الأوروبية (ESA): “إن الكشف عن المزيد عن نشأة مجرتنا هو أحد أهداف جايا، وهو يحقق ذلك بالتأكيد”. “نحن بحاجة إلى تحديد الاختلافات الدقيقة والحاسمة بين النجوم في درب التبانة لفهم كيفية تشكل مجرتنا وتطورها. وهذا يتطلب بيانات دقيقة بشكل لا يصدق – والآن، بفضل جايا، لدينا هذه البيانات.
“بينما نكتشف أجزاء مفاجئة من مجرتنا مثل تيارات شيفا وشاكتي، فإننا نملأ الفجوات ونرسم صورة أكمل ليس فقط لموطننا الحالي ولكن لتاريخنا الكوني المبكر.”
نُشر بحث الفريق في 21 مارس في مجلة الفيزياء الفلكية.