مجرة درب التبانة هي مجرتنا الأم، ولكن إلى أي مدى نعرفها فعليًا؟ كجزء من مشروع تموله وكالة ناسا، حصل فريق بقيادة باحثين من جامعة فيلانوفا على رؤية لم يسبق لها مثيل للمحرك المركزي في قلب مجرتنا.
وتكشف الخريطة الجديدة لهذه المنطقة الوسطى من مجرة درب التبانة، والتي استغرق تجميعها أربع سنوات، عن العلاقة بين المجالات المغناطيسية في قلب مجرتنا وهياكل الغبار البارد التي تسكن هناك. يشكل هذا الغبار اللبنات الأساسية للنجوم والكواكب، وفي نهاية المطاف، الحياة كما نعرفها. المحرك المركزي لمجرة درب التبانة هو الذي يقود هذه العملية.
وهذا يعني أن صورة أوضح للغبار والتفاعلات المغناطيسية تبني فهمًا أفضل لمجرة درب التبانة ومكاننا داخلها. النتائج التي توصل إليها الفريق لها أيضًا آثار تتجاوز مجرتنا، حيث تقدم لمحات عن كيفية تفاعل الغبار والمجالات المغناطيسية في المحركات المركزية للمجرات الأخرى.
متعلق ب: كيف نعرف كيف تبدو مجرة درب التبانة؟
إن فهم كيفية تشكل النجوم والمجرات وتطورها هو جزء حيوي من قصة أصل الحياة، ولكن حتى الآن، تم التغاضي إلى حد ما عن تفاعل الغبار والمجالات المغناطيسية في هذه العملية، خاصة داخل مجرتنا.
وقال ديفيد تشوس، قائد فريق البحث وأستاذ الفيزياء في جامعة فيلانوفا، لموقع Space: “إن مركز مجرة درب التبانة ومعظم الفضاء بين النجوم مملوء بالكثير من الغبار، وهذا مهم لدورة حياة مجرتنا”. com. “ما نظرنا إليه هو الضوء المنبعث من حبيبات الغبار الباردة هذه التي تنتجها عناصر ثقيلة تشكلت في النجوم وتنتشر عندما تموت تلك النجوم وتنفجر.”
صورة معقدة للمجالات المغناطيسية لدرب التبانة
توجد في قلب مجرة درب التبانة منطقة تسمى المنطقة الجزيئية المركزية، وهي مليئة بما يقدر بنحو 60 مليون كتلة شمسية من الغبار. تبلغ درجة حرارة هذا الخزان الهائل من الغبار حوالي 432.7 درجة فهرنهايت (ناقص 258.2 درجة مئوية). وهذه مجرد بضع درجات فوق الصفر المطلق (سالب 460 فهرنهايت)، وهي درجة الحرارة الافتراضية التي تتوقف عندها كل الحركة الذرية.
ويوجد أيضًا في قلب مجرة درب التبانة غاز أكثر سخونة تم تجريده من إلكتروناته، أو “المتأين”، ويوجد كحالة من المادة تسمى “البلازما”.
وقال تشوس: “تحتوي عمليات رصد الموجات الراديوية لهذه المنطقة على هذه العناصر الرأسية الجميلة التي تتبع المجالات المغناطيسية في مكون البلازما الساخنة المتأينة في مركز درب التبانة”. “لقد حاولنا معرفة العلاقة بين هذا ومكون الغبار البارد.
أراد الفريق أيضًا معرفة كيفية اصطفاف هذا الغبار البارد مع المجالات المغناطيسية في قلب مجرة درب التبانة، وهو ما سيكشف أيضًا عن كيفية توجيه هذه المجالات المغناطيسية. ويشار إلى هذا التوجه باسم “الاستقطاب”.
تلقى تشوس وزملاؤه تمويلًا من وكالة ناسا لفحص هذه المنطقة المركزية المتربة باستخدام مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA)، وهو عبارة عن تلسكوب يدور حول الكرة الأرضية على ارتفاع 45000 قدم (13716 مترًا) على متن طائرة بوينج 747.
أنشأ مشروع استكشاف المنطقة الكبيرة CMZ (FIREPLACE) بالأشعة تحت الحمراء البعيدة التابع للمشروع خريطة للأشعة تحت الحمراء تمتد لحوالي 500 سنة ضوئية عبر مركز درب التبانة على مدى تسع رحلات.
وباستخدام قياسات استقطاب الإشعاع المنبعث من الغبار المتوافق مع المجالات المغناطيسية، استنتج الفريق البنية المعقدة لتلك المجالات المغناطيسية نفسها. ثم تم تراكب هذا على خريطة ثلاثية الألوان تُظهر الغبار الدافئ ذو اللون الوردي وسحب الغبار الباردة باللون الأزرق. تُظهر الصورة أيضًا خيوطًا تنبعث منها موجات الراديو باللون الأصفر.
وأوضح تشوس: “هذه رحلة، وليست وجهة، ولكن ما وجدناه هو أن هذا شيء معقد للغاية. تختلف اتجاهات المجال المغناطيسي في جميع أنحاء السحب في مركز درب التبانة”. “هذه هي الخطوة الأولى في محاولة معرفة كيف يمكن للمجال الذي نراه في موجات الراديو عبر هذه الخيوط المنظمة الكبيرة أن يرتبط ببقية ديناميكيات مركز درب التبانة.”
وأوضح تشوس أن هذه الصورة المعقدة للمجالات المغناطيسية كانت شيئًا توقع هو وفريق FIREPLACE رؤيته مع خريطة SOFIA الجديدة؛ وقد اتفقت الملاحظات مع عمليات رصد الموجات تحت الحمراء والراديو على نطاق أصغر والتي تم إجراؤها سابقًا لقلب مجرة درب التبانة. ومع ذلك، فإن المكان الذي تأتي فيه هذه الخريطة الجديدة في حد ذاتها هو الحجم الهائل. تمكن من الكشف عن بعض المناطق التي لم يتم تعيينها من قبل. التفاصيل الدقيقة المنسوجة فيه مذهلة أيضًا.
قصص ذات الصلة:
—تكشف خريطة درب التبانة الجديدة عن الفوضى الرائعة التي تعاني منها مجرتنا
– قد تكون مجرة درب التبانة ذات شكل مختلف عما كنا نعتقد
-3.3 مليار جسم في درب التبانة تم الكشف عنها من خلال المسح الفلكي الضخم
“أعتقد أن لدينا الكثير من العمل الذي يتعين علينا القيام به للتوصل في النهاية إلى استنتاجات هنا. أحد الأشياء التي أعتقد أنها مثيرة للاهتمام حول هذا الأمر هو أن بعض المجالات تبدو وكأنها في نفس اتجاه الخيوط الموجودة في موجات الراديو وقال تشوس: “يبدو أن بعضها يتوافق مع اتجاه الغبار الموجود في القرص”. “إنها إشارة محيرة إلى أنه ربما يكون المجال واسع النطاق في قرص مجرتنا والمجال الرأسي الذي لاحظناه في مركز درب التبانة مرتبطين.”
وسيواصل هو وفريقه تحليل بيانات SOFIA على مدار العامين المقبلين، ويأمل أن يلهم هذا العمل العلماء النظريين للتوصل إلى بعض النماذج الجديدة لشرح ما يحدث في قلب مجرتنا.
يتم نشر نسخة ما قبل الطباعة من بيانات SOFIA على مستودع الورق arXiv.