يتمثل أحد أعظم تحديات علم الفلك في تحديد موقع الأشياء في الفضاء التي يحجبها ضوء الأجسام القريبة والأكثر إشراقًا. بالإضافة إلى صعوبة تصوير الكواكب خارج المجموعة الشمسية بشكل مباشر ، فإن هذه المشكلة تتطفل أيضًا على الدراسات الاستقصائية للكون المحلي ، حيث لا يستطيع علماء الفلك اكتشاف المجرات القزمة والمعزولة بسبب كل المجرات الأكثر إشراقًا المحيطة بهم.
لهذا السبب ، لا يستطيع علماء الفلك إجراء جرد كامل للمجرات الصغيرة في حجم الفضاء المحيط بمجرة درب التبانة (ويعرف أيضًا باسم الحجم المحلي). ومع ذلك ، وبفضل جهود عالم فلك هواة وفريق دولي من العلماء ، كانت المجرة الكروية القزمية أكتشف مؤخرا الكامنة خلف مجرة المرأة المسلسلة. يمكن أن يساعد اكتشاف هذا الجسم ، المسمى دوناتيلو الأول ، علماء الفلك في معرفة المزيد عن عملية تكوين المجرات.
الدراسة التي تصف هذه النتائج ظهرت مؤخرًا في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية .قاد فريق البحث David Martínez-Delgado من مركز علم الفلك بجامعة هايدلبرغ ، وشمل أعضاء من معهد البحث في العلوم الأساسية (IPM) في طهران ، و المعهد الوطني للفيزياء الفلكية (INAF) ، و معهد جزر الكناري للفيزياء الفلكية (IAC) ، و مرصد الفيزياء الفلكية الخاص في روسيا، أوريون الجديد والمراصد والجامعات المتعددة.
رسم تخطيطي يوضح عالم Lambda-CBR ، من الانفجار العظيم إلى العصر الحالي. الائتمان: Alex Mittelmann / Coldcreation
في الوقت الحاضر ، يعتبر النموذج الكوني الأكثر قبولًا ( نموذج Lambda-CDM ) يتنبأ بوجود عدد كبير من هالات المادة المظلمة الصغيرة في المجلد المحلي ، لكن من غير الواضح كم منها مرتبط بالمادة الباريونية (أي عناقيد النجوم والمجرات القزمة). على هذا النحو ، فإن القدرة على إجراء جرد كامل للمجرات القزمة والمعزولة ستساعد في حل هذا السؤال وتسمح لعلماء الفلك بمعرفة المزيد عن تاريخ تشكل المجرات.
كما قال الدكتور مارتينيز-ديلجادو لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:
هناك تناقض بين العدد المرصود للأنظمة ذات الكتلة المنخفضة في المجموعة المحلية والمناطق المحيطة بها وبين العدد المتوقع في المحاكاة الكونية. يعد التعداد الكامل للمجرات القزمة ضروريًا لفهم الأصل الفعلي لهذه المشكلة ، على سبيل المثال ، المكونات والافتراضات في حساب المحاكاة الكونية أو عدم وجود ملاحظات عميقة ضرورية لتتبع نظام سطوع السطح الأدنى في الكون المحلي. يمكن أن يلقي تعداد المجرات القزمة الضوء على الأسئلة الرئيسية حول تكوين المجرات وتطورها '.
لسوء الحظ ، فإن إنشاء مثل هذا الجرد يطرح العديد من المشاكل ، ليس أقلها حقيقة أنه لم يكن بالإمكان حتى الآن إجراء مسوحات تصوير واسعة النطاق وعميقة. في حين أن الاستطلاعات مثل مسح سلون الرقمي للسماء (SDSS) أو ملف تلسكوب المسح البانورامي ونظام الاستجابة السريعة لقد كان مسح (PanSTARRs) شاملاً ، فلديهم حدود سطوع سطحي (حوالي 24.5-25 ماغنوم / باركس 2) وهي عالية جدًا لاكتشاف الأجسام الخافتة.
يبرز تلسكوب Sloan Digital Sky Survey على الخلفية الأخاذة لجبال سكرامنتو. الائتمان: SDSS ، خدمات الوسائط المرئية Fermilab
مشكلة أخرى هي حدود الاستطلاعات الراديوية للكشف عن هذه المجرات ، مثل تلك التي يتم إجراؤها بواسطة Arecibo Legacy Fast Arecibo L-Band مصفوفة (الفلفا) مسح. باستخدام هذه الطريقة ، يبحث علماء الفلك عن غاز الهيدروجين في خطوط أطياف الأجسام البعيدة. ولكن نظرًا لأن المجرات ذات السطوع المنخفض للسطح تحتوي على محتوى غاز ضئيل ، فإنها لا تظهر في مثل هذه المسوحات.
كما أوضح Martínez-Delgado ، هذا هو السبب في أن الوسيلة الوحيدة لاكتشافها في الوقت الحالي هي من خلال التصوير فائق العمق ، وهو مناسب تمامًا لعلماء الفلك الهواة:
وهذا يعني أن الطريقة الوحيدة للعثور عليهم هي عن طريق التصوير فائق العمق في مناطق واسعة من السماء. يمكن للتلسكوبات الهواة الحصول على تصوير فائق العمق للمجرات القريبة أو مجالات السماء الواسعة مع سطوع سطحي يصل إلى حد سطوع السطح البالغ 29 magn / arcsec2 أو أعمق. يوفر هذا فرصة جديدة للاكتشاف للهواة في مجال تطور المجرات ، وهو موضوع لم يكن ممكنًا للهواة قبل عقد من الزمن. سيكون للجيل الجديد من الاستطلاعات واسعة النطاق (مثل LSST) تأثير هائل على موضوع البحث هذا أيضًا.
كان أحد علماء الفلك الهواة هو المسؤول عن اكتشاف المجرة الكروية القزمة - عالم فلك إيطالي هاو يُدعى جوزيبي دوناتيلو. باستخدام تلسكوب يبلغ قطره 12.7 سم ، التقط دوناتيلو فسيفساء من الصور العميقة لمجرة المرأة المسلسلة في عام 2016 ، وكان الغرض منها اكتشاف التيارات النجمية ومجرات الأقمار الصناعية والجداول المنتشرة التي تم اكتشافها مؤخرًا حول المرأة المسلسلة.
The Observatorio del Roque de los Muchachos (ORM) في جزيرة لا بالما. الائتمان: IAC
أثناء فحص إحدى هذه الصور (في 3 سبتمبر 2016) ، لاحظ دوناتيلو وجود جسم يقع على بعد درجة واحدة من النجم ميراش (بيتا أندروميدي). تم تأكيد هذا الكائن بعد ذلك بواسطة Martínez-Delgado وزملاؤه باستخدام الصور الأرشيفية من SDSS ، ومن خلال ملاحظات المتابعة التي تم إجراؤها في 27 نوفمبر 2016.
تم الأداء باستخدام 3.58 متر تلسكوب جاليليو الوطني (TNG) و 10.4 متر تلسكوب الكناري العظيم (GTC) ، وكلاهما موجود في IAC مرصد Roque de Los Muchachos في جزيرة لا بالما بإسبانيا.
سمح ذلك للفريق بتحديد المسافة بين المجرات القزمة من الأرض ، لتحديد نجومها ودراستها ، والتأكد من أنها كانت بالفعل مجرة قزمة على مقربة من الأرض. المجموعة المحلية . لم يُظهر هذا الاكتشاف فعالية المسوحات العميقة التي أجراها علماء الفلك الهواة فحسب ، بل له أيضًا أهمية هائلة عندما يتعلق الأمر بدراسة المجرات القزمة منخفضة السطوع.
قال Martínez-Delgado: 'يمكن أن أكون دوناتيلو مجرة منعزلة أوقفت تشكيل نجمها منذ وقت طويل'. 'من الصعب فهم الآلية التي كانت مسؤولة عن هذا التكوين النجمي المخمد عندما لا يكون هناك تفاعل مع أي مجرة مضيفة ضخمة ، كما في حالة دوناتيلو الأول.'
مجموعة المجرات المحلية ، بما في ذلك الأعضاء الضخمة M31 (مجرة المرأة المسلسلة) ودرب التبانة ، بالإضافة إلى المجرات الأخرى المجاورة. الائتمان: ويكيبيديا كومنز / أنطونيو سيسكوليلا
بسبب هذا الاكتشاف ، يمكن أن تعمل المجرات القزمة المعزولة كمختبرات لاختبار نظريات تشكل النجوم في الأنظمة منخفضة الكتلة. سيكون هذا مفيدًا للغاية لعلماء الكونيات الذين يجرون عمليات المحاكاة لفهم أفضل لتاريخ تشكل النجوم في مجرات المجموعة المحلية ، مما قد يساعد في حل التناقضات المذكورة أعلاه بين علم الفلك المرصود وعلم الكونيات.
وكما خلص Martínez-Delgado ، فإن اكتشاف هذه المجرة القزمة يفتح أيضًا فرصًا لإجراء مزيد من الدراسات الاستقصائية في المنطقة:
'يمكن أن أكون دوناتيلو أحد ألمع أعضاء مجموعة كبيرة من المجرات القزمة المعزولة وغير المنضمة التي لا تزال غير مكتشفة حول المجموعة المحلية. تعتبر المقارنة الإحصائية لهذه الملاحظات مهمة للغاية للتحقق من تنبؤات أحدث عمليات المحاكاة الكونية. أعتقد أن اكتشافه يجب أن يشجع على إجراء مسح أكثر منهجية لهذا النوع من أنظمة سطوع السطح المنخفض بأدوات متواضعة '.
هذا الاكتشاف هو أحد الاكتشافات العديدة التي توضح كيف أن التحسينات في التكنولوجيا ومشاركة البيانات تتيح فرصًا جديدة لعلماء الفلك الهواة. اليوم ، يمكن للأفراد الذين لديهم معداتهم الخاصة ومعرفتهم وإمكانية الوصول إلى قواعد البيانات العلمية المساهمة في عملية الاكتشاف.
ومع أدوات الجيل التالي التي تنظر أبعد إلى الكون وبتفاصيل أكبر ، من المحتمل أن نرى المزيد من الأشياء التي لم يكن من الممكن اكتشافها في السابق. ستعلمنا هذه الاكتشافات وغيرها الكثير عن كيفية ظهور كوننا.
قراءة متعمقة: arXiv