إن الطريقة التي تشكل بها المجرات القرصية أذرعها الحلزونية تحير علماء الفيزياء الفلكية طوال المدة التي كانوا يراقبونها فيها تقريبًا. مع مرور الوقت ، توصلوا إلى استنتاجين ... إما أن هذا الهيكل ناتج عن اختلافات في الجاذبية نحت الغاز والغبار والنجوم إلى هذا الشكل المألوف ، أو مجرد حدث عشوائي يأتي ويختفي مع مرور الوقت.
بدأ الباحثون الآن في تلخيص استنتاجاتهم حول النتائج المستندة إلى عمليات محاكاة الحواسيب العملاقة الجديدة - المحاكاة التي تتضمن حركة ما يصل إلى 100 مليون 'جسيم نجمي' تحاكي قوى الجاذبية والفيزياء الفلكية التي تشكلها في بنية لولبية طبيعية. إن فريق البحث من جامعة ويسكونسن ماديسون ومركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية متحمسون لهذه الاستنتاجات ويذكرون أن المحاكاة قد تحمل القرائن الأساسية لكيفية تشكل الأذرع الحلزونية.
'لقد أظهرنا لأول مرة أن الأذرع الحلزونية النجمية ليست سمات عابرة ، كما زُعم لعدة عقود' ، كما تقول إلينا دونغيا ، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة دبليو-ماديسون ، التي قادت البحث الجديد جنبًا إلى جنب مع زملائها في جامعة هارفارد مارك فوجيلسبيرجر ولارس هيرنكويست.
يضيف Vogelsberger: 'الأذرع الحلزونية ذاتية الاستمرارية ومستمرة وطويلة الأمد بشكل مدهش'.
عندما يتعلق الأمر بالبنية الحلزونية ، فمن المحتمل أنها أكثر الأشكال العالمية انتشارًا. تعتبر مجرتنا درب التبانة مجرة حلزونية وحوالي 70٪ من المجرات القريبة منا هي أيضًا ذات هيكل حلزوني. عندما نفكر بمعنى أوسع ، ما هو عدد الأشياء التي تأخذ هذا التكوين المشترك؟ يؤدي نفض الغبار باستخدام مكنسة إلى تحوُّل الجزيئات إلى شكل حلزوني ... يستدعي تصريف المياه نمطًا دائريًا ... تكوينات الطقس تتحول إلى شكل حلزوني. إنه حدث عالمي ويحدث لسبب ما. من الواضح أن هذا السبب هو الجاذبية وشيء يزعجها. في حالة المجرة ، إنها سحابة جزيئية عملاقة - مناطق تشكل النجوم. تم إدخال الغيوم في المحاكاة ، كما يقول D’nghia ، أستاذ علم الفلك UW-Madison ، بمثابة 'مضطربات' وهي كافية ليس فقط للشروع في تكوين الأذرع الحلزونية ولكن للحفاظ عليها إلى أجل غير مسمى.
يوضح D’nghia: 'وجدنا أنهم يشكلون أذرعًا لولبية'. تقول النظرية السابقة إن الأذرع ستختفي مع إزالة الاضطرابات ، لكننا نرى (بمجرد تشكيلها) الأسلحة تدوم ذاتيًا ، حتى عند إزالة الاضطرابات. إنه يثبت أنه بمجرد إنشاء الأسلحة من خلال هذه السحب ، يمكن أن توجد بمفردها من خلال (تأثير) الجاذبية ، حتى في أقصى الحدود عندما لا تكون الاضطرابات موجودة '.
إذن ، ماذا عن المجرات المرافقة؟ هل يمكن أن يكون سبب الهيكل الحلزوني هو القرب؟ يأخذ البحث الجديد ذلك أيضًا في الحسبان ونماذج المجرات 'المستقلة' أيضًا. ومع ذلك ، هذا ليس كل ما شملته الدراسة. وفقًا لـ Vogelsberger و Hernquist ، تركز عمليات المحاكاة الجديدة التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر على توضيح بيانات المراقبة. إنهم يلقون نظرة فاحصة على السحب الجزيئية عالية الكثافة و 'الثقوب الناتجة عن الجاذبية في الفضاء' والتي تعمل بمثابة 'الآليات التي تدفع تشكيل الأذرع المميزة للمجرات الحلزونية.'
حتى ذلك الحين ، نحن نعلم أن البنية الحلزونية ليست مجرد فرصة للحدوث و- لاختتام الأشياء- ربما تكون أكثر أشكال المجرات شيوعًا في كوننا.
مصدر القصة الأصلي: مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية .
