كلما زاد تطور المجرة، كلما كانت مدارات نجومها المتعددة أكثر فوضوية، حسبما أظهر بحث جديد، مما يجيب على تفاصيل أساسية حول كيفية تقدم عمر المجرات.
شمسنا يدور حول مركز مجرة درب التبانة مرة كل 225 مليون سنة، بسرعة متوسطها 514,495 ميل في الساعة (828,000 كيلومتر في الساعة). يطلق علماء الفلك على هذه السنة اسم “السنة المجرية”. مسار الشمس حول galaxy وهي دائرية تقريبًا، على الرغم من أنها تتمايل لأعلى ولأسفل إلى حدٍ ما بالنسبة لمستوى المجرة.
أما في المجرات الأخرى، فإن حركات النجوم تتمتع بدرجة أكبر من العشوائية، حيث تتبنى مداراتها مجموعة واسعة من السرعات والزوايا بالنسبة لمستوى مجرتها. في المجرات الإهليلجيةغالبًا ما يكون من السهل تفسير ذلك: إنه نتيجة اندماج مجرات كبير شكّل المجرة الإهليلجية وأثار كل النجوم مثل عش الدبابير. لكن هذه الحركات العشوائية يمكن أن تهيمن على المجرات القرصية أيضًا. وهذا غريب، لأن النجوم في مجرة القرص تتشكل في مستوى ضيق وغني بالغاز يسمى “القرص الرقيق”. وفي الواقع، تحتوي مجرتنا درب التبانة على قرص رفيع، نجد بداخله شمسنا ومعظم النجوم مرئية بالعين المجردة في سماء الليل. إن حركة هذه النجوم وسحب الغاز هي التي تخلق الدوران الظاهري للمجرة.
متعلق ب: مجرة درب التبانة: كل ما تريد معرفته عن جوارنا الكوني
تتخذ النجوم الموجودة في القرص الرقيق مسارًا دائريًا إلى حدٍ ما حول المجرة، وتسافر بطريقة منظمة بسبب الاصطدامات بين سحب الغاز الجزيئية التي شكلت هذه النجوم. وهذا له تأثير تلطيخ أي حركات متطرفة، وتضييق ما يسمى “تشتت السرعة”، والذي يصف الفرق بين أسرع وأبطأ السرعات المدارية. من المفترض أن يؤدي التشتت منخفض السرعة إلى رؤية معظم النجوم في مدارات دائرية، في حين يؤدي التشتت عالي السرعة إلى مدارات أكثر عشوائية.
لقد وجدت الدراسات السابقة أن كتلة المجرة ومدى كثافة بيئتها مع المجرات المجاورة قد يلعبان دورًا في التحكم في الميل إلى الحركات النجمية العشوائية. ومع ذلك، توصل بحث جديد أجراه علماء فلك أستراليون إلى أن الكتلة والبيئة ليسا السبب المباشر للحركات العشوائية، وأن السبب الحقيقي هو شيء أكثر غدرًا: العمر.
“عمر” المجرة لا يصف بالضرورة مدة وجود تلك المجرة؛ ويعتقد أن المجرات كلها تشكلت في نفس العصر تقريبا، منذ حوالي 13 مليار سنة. بل إن العمر في هذه الحالة هو شرط يشير مباشرة إلى نشاط تكوين النجوم في المجرة. المجرة التي لا تزال تلد نجومًا جديدة تعتبر “أصغر سنًا”، في حين توصف المجرة التي توقف فيها تكوين النجوم بأنها “قديمة”.
وقال سكوت كروم من جامعة سيدني، الذي قاد البحث، في تقرير له: “عندما قمنا بالتحليل، وجدنا أن العمر… هو دائما العامل الأكثر أهمية”. بيان صحفي. “بمجرد أن تأخذ في الاعتبار العمر، لا يوجد في الأساس أي اتجاه بيئي، والأمر مماثل بالنسبة للكتلة. إذا وجدت مجرة شابة، فسوف تدور، مهما كانت البيئة التي توجد فيها، وإذا وجدت مجرة قديمة، فسيكون لديها المزيد مدارات عشوائية، سواء كان ذلك في بيئة كثيفة أو في الفراغ.”
ومع ذلك، فإن العمر والبيئة – والبيئة وكتلة المجرة – مرتبطان ببعضهما البعض. على سبيل المثال، تميل المجرات الموجودة في بيئة أكثر كثافة إلى تجربة المزيد من الاصطدامات والاندماجات مع المجرات الأخرى، وبالتالي تنمو كتلتها بشكل أسرع.
علاوة على ذلك، قال عضو الفريق جيسي فان دي ساندي، وهو أيضًا من جامعة سيدني: “نحن نعلم أن العمر يتأثر بالبيئة”. “إذا سقطت مجرة في بيئة كثيفة، فسوف تميل إلى إيقاف عملية تكوين النجوم. لذا فإن المجرات الموجودة في البيئات الأكثر كثافة تكون، في المتوسط، أقدم”.
متعلق ب: المجرات: الاصطدامات وأنواعها وكيفية صنعها
هناك طريقتان يمكن من خلالهما إيقاف تشكل النجوم داخل المجرة. إحداهما من خلال ظاهرة تُعرف باسم “تجريد ضغط الكبش” – الغاز السميك والساخن الذي يسكن عناقيد المجرات قادر على تسخين غاز المجرة أثناء انغماسه في العنقود. يؤدي هذا إلى تجريد الغاز من المجرة، مما يتركها دون أي مادة لتشكيل نجوم جديدة.
في البيئات الكثيفة، يمكن للتفاعلات الجاذبية بين المجرات القريبة أيضًا أن تثير غاز المجرة وتدفعها إلى حالة من جنون تكوين النجوم تسمى “الانفجار النجمي”. ردود الفعل على شكل إشعاع من النجوم الساخنة المولودة حديثًا في انفجار نجمي، أو من النفاثات القادمة من نجم نشط ثقب أسود عملاق الذي تم تشغيله بفضل كمية كبيرة من المادة التي تم توجيهها نحو فمه عن طريق التفاعلات، يمكنه تسخين الغاز في المجرة ونفخه في الفضاء بين المجرات، مما يمنعه من تكوين النجوم.
قصص ذات الصلة:
– كيف نعرف كيف تبدو درب التبانة؟
– خريطة درب التبانة الجديدة تكشف الفوضى الرائعة التي تعاني منها مجرتنا
– قد تكون مجرة درب التبانة ذات شكل مختلف عما كنا نعتقد
استنتج فريق كروم وفان دي ساندي أن اللوم في الحركات النجمية العشوائية التي شوهدت في المجرات الأقدم يمكن أن يقع على عاتق مجموعة من التأثيرات المرتبطة بالعمر. إحداهما هي النجوم التي تولد “أكثر سخونة” (أي أنها نشطة جدًا بحيث لا يمكنها اعتماد مدارات دائرية مملة) في وقت مبكر من حياة المجرة، تليها ردود فعل منها تعمل على إخماد أي تكوين نجمي آخر بسرعة قبل أن تتاح للمجرة فرصة لتكوين النجوم. بناء قرص رفيع من النجوم ذات سرعة تشتت أقل.
يبدو أن مجرتنا درب التبانة كانت واحدة من المجرات المحظوظة. ويقدر عمر قرصه الرقيق بـ 8.8 مليار سنة. هذا القرص الرقيق، الذي يبلغ عمقه حوالي 350 سنة ضوئية، مدمج في “قرص سميك”، وهو عبارة عن طارة أقدم بكثير من النجوم القديمة. وُلدت تلك النجوم أكثر سخونة مع حركات عشوائية أكثر، مما ساهم في أن يصل عمق القرص السميك إلى 1000 سنة ضوئية، حيث أن تلك الحركات العشوائية تكون في زوايا أكثر انحدارًا بالنسبة لمستوى المجرة.
تعتمد استنتاجات فريق كروم وفان دي ساندي على ملاحظات 3000 مجرة عبر مجموعة متنوعة من الأعمار والكتل وفي بيئات مختلفة، كل ذلك بواسطة مسح المجرات SAMI (مقياس الطيف الميداني المتكامل متعدد الأجسام في سيدني-AAO) الذي يتم إجراؤه على التلسكوب الأنجلو-أسترالي في مرصد Siding Spring في أستراليا. تم نشر النتائج في 3 أبريل في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.