مثل الحكايات المحيرة المخزنة في فترات الاستراحة الشاسعة للثلاجة ، يمتلك علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا دليلًا على وجود قشرة من النجوم متبقية من إحدى وجبات درب التبانة. في الدراسة التي ستظهر في العدد القادم منمجلة الفيزياء الفلكيةكشف الباحثون عن مجموعة من النجوم تتحرك بشكل جانبي - وهي حركة تشير إلى حقيقة أن مجرتنا ربما استهلكت أخرى خلال تطورها.
'تسمح قدرات هابل الفريدة لعلماء الفلك باكتشاف أدلة على ماضي المجرة البعيد. تطورت المناطق الأبعد من المجرة بشكل أبطأ من الأجزاء الداخلية. قال رويلاند فان دير ماريل من معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند: 'لا تزال الأجسام الموجودة في المناطق الخارجية تحمل بصمات الأحداث التي حدثت منذ فترة طويلة'.
وبقدر ما يثير الفضول في هذه القوقعة من النجوم ، فإنها توفر المزيد من المعلومات من خلال الكشف عن فرصة لدراسة الكتلة الخفية الغامضة لمجرة درب التبانة - المادة المظلمة. مع وجود أكثر من مائة مليار مجرة منتشرة في جميع أنحاء الكون ، ما هو أفضل مكان لإلقاء نظرة فاحصة أكثر من هنا في المنزل؟ درس فريق علماء الفلك بقيادة أليس ديسون من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز وفان دير ماريل الهالة الخارجية ، وهي منطقة تبعد حوالي 80 ألف سنة ضوئية عن مركز مجرتنا ، وحددوا 13 نجمًا ربما ظهرت للضوء في نفس الوقت. بداية تكوين مجرة درب التبانة.
ما الذي يميز هذه المجموعة من كبار السن؟ في هذه الحالة ، إنها حركتهم. بدلاً من الإبحار في مدار شعاعي ، تُظهر هذه النجوم المسنة حركة عرضية - ملاحظة غير متوقعة. عادة ما تسافر نجوم الهالة نحو مركز المجرة ، لتعود للخارج مرة أخرى. ما الذي يمكن أن يتسبب في تحرك هذه المجموعة المزدوجة من النجوم بشكل مختلف؟ يتكهن فريق البحث بإمكانية وجود 'كثافة زائدة' للنجوم عند علامة 80000 سنة ضوئية.
بقدر ما هي هذه النجوم مثيرة للاهتمام ، تم اكتشاف هذه القذيفة الغريبة إلى حد ما عن طريق الصدفة. استخرجت ديسون وفريقها نجوم الهالة الخارجية من دراسة استمرت سبع سنوات للصور الأرشيفية التي التقطتها تلسكوب هابل لمجرة المرأة المسلسلة. أثناء النظر أكثر من عشرين مرة إلى نجوم مجرتنا المجاورة ، ظهرت هذه النجوم المتحركة الغريبة كجسم في المقدمة ... كائنات 'تشوش' الصور. في حين أن هذه النجوم الهالة كانت سيئة لتلك الدراسة بالذات ، إلا أنها كانت جيدة جدًا لديسون والفريق. لقد منحهم الفرصة لإلقاء نظرة فاحصة على حركة نجوم هالة درب التبانة.
ومع ذلك ، لم يكن من السهل رؤية هذه النجوم. بفضل دقة هابل المذهلة وقوة تجميع الضوء ، احتوت كل صورة على أكثر من 100000 نجم فردي. قال فان دير ماريل: 'كان علينا أن نجد بطريقة ما تلك النجوم القليلة التي تنتمي في الواقع إلى هالة درب التبانة'. 'كان الأمر أشبه بالعثور على إبر في كومة قش.'
إذن كيف قام علماء الفلك بفصل نجوم القشرة عن تلك التي تنتمي إلى الأطراف الخارجية لأندروميدا؟ حددت الملاحظات الأولية النجوم بناءً على لونها وسطوعها وحركتها الجانبية. بفضل اختلاف المنظر ، يبدو أن نجومنا الهالة تتحرك أسرع بكثير لمجرد أنها أقرب. من خلال عمل عضو الفريق توني سون من STSci ، تم تحديد وقياس هذه النجوم الثورية. لوحظت حركتهم العرضية وسجلت بدقة خمسة بالمئة. ليست عملية سريعة عندما تفكر في أن هذه النجوم الصدفية تتحرك فقط عبر السماء بمعدل حوالي ميلي ثانية واحدة في السنة!
'يتم تمكين قياسات هذه الدقة من خلال مجموعة من النظرة الحادة لهابل ، وقيمة السنوات العديدة من الملاحظات ، واستقرار التلسكوب. يقع هابل في بيئة الفضاء ، وهو خالي من الجاذبية والرياح والغلاف الجوي والاضطرابات الزلزالية ، 'قال فان دير ماريل.
ما الذي يجعل الفريق واثقًا جدًا في النتائج التي توصلوا إليها؟ كما نعلم ، فإن النجوم الموجودة في موطنها في الهالة الداخلية لمجرتنا لها مدارات شعاعية عالية. عندما تم إجراء مقارنة بين الحركة الجانبية لنجوم الهالة الخارجية مع الحركات الداخلية ، وجد الباحثون مساواة. وفقًا لمحاكاة الكمبيوتر لتشكيل المجرات ، يجب أن تستمر النجوم الخارجية في الحركة الشعاعية أثناء تحركها للخارج في الهالة ، لكن هذه النتائج الجديدة تثبت عكس ذلك. ما الذي يمكن أن يسببه؟ قد يكون التفسير الطبيعي حدثًا تراكميًا يتضمن مجرة تابعة.
لإثبات نتائجهم بشكل أكبر ، قارن الفريق نتائجهم بالبيانات التي تم أخذها بواسطة مسح Sloan Digital Sky الذي يتضمن نجوم الهالة. لقد كانت لحظة يوريكا. كشفت الملاحظات التي تم التقاطها بواسطة SDSS عن كثافة أعلى للنجوم على نفس المسافة تقريبًا مثل المسافرين الذين صدموا بالصدفة. ودرب التبانة ليست وحدها. تظهر دراسات أخرى عن نجوم الهالة المشاركة في كل من Triangulum و Andromeda عددًا كبيرًا من نجوم الهالة الموجودة في نقطة معينة - فقط لتتساقط. أدرك ديسون أن هذه لم تكن مجرد مصادفة غريبة. أوضح ديسون: 'ما قد يحدث هو أن النجوم تتحرك ببطء شديد لأنها تقع في نقطة البداية ، وهي أبعد نقطة في مدارها حول محور مجرتنا درب التبانة'. 'يؤدي التباطؤ إلى تراكم النجوم وهي تدور في مسارها وتعود باتجاه المجرة. لذلك تقل حركتهم الداخلية والخارجية أو الشعاعية مقارنةً بحركاتهم الجانبية أو العرضية '.
بقدر ما تكون هذه النتائج مثيرة ، فهي ليست أخبارًا. شوهدت نجوم القشرة في هالات المجرات الأخرى وكان من المتوقع أن تكون جزءًا من مجرة درب التبانة. بحكم طبيعتها ، كان من المفترض أن يكونوا هناك - لكنهم كانوا ببساطة خافتين وبعيدًا جدًا لجعل علماء الفلك إيجابيين لوجودهم. ليس بعد الآن. الآن بعد أن عرف علماء الفلك ما الذي يبحثون عنه ، فإنهم أكثر حرصًا على البحث في أرشيفات هابل. قال ديسون: 'هذه النتائج غير المتوقعة تغذي اهتمامنا بالبحث عن المزيد من النجوم للتأكد من أن هذا يحدث بالفعل'. 'في الوقت الحالي لدينا عينة صغيرة جدًا. لذلك يمكننا حقًا أن نجعله أكثر قوة من خلال الحصول على المزيد من الحقول باستخدام هابل '. لا تغطي ملاحظات أندروميدا سوى مشهد صغير جدًا من السماء.
إذا ما هو التالي؟ الآن يمكن للفريق رسم صورة أكثر دقة لتاريخ تطور مجرة درب التبانة. من خلال فهم حركات ومدارات 'غلاف' النجوم في الهالة ، قد يتمكنون من إعطائنا كتلة دقيقة. 'حتى الآن ، ما نفتقده هو الحركة العرضية للنجوم ، والتي تعد عنصرًا رئيسيًا. ستسمح لنا الحركة العرضية بقياس توزيع الكتلة الكلي للمجرة التي تهيمن عليها المادة المظلمة بشكل أفضل. من خلال دراسة التوزيع الشامل ، يمكننا أن نرى ما إذا كان يتبع نفس التوزيع كما هو متوقع في نظريات تكوين الهيكل ، 'قال ديسون.
حتى ذلك الحين سنستمتع 'بقايا الطعام' ...
مصدر القصة الأصلي: بيان صحفي HubbleSite .
