كيف تبدو مجرتنا لعلماء الفلك الفضائيين؟
مصر: ايهاب محمد زايد
قد يرى علماء الفلك الفضائيون الذين يعيشون في مجرة أخرى نجوم مجرتنا درب التبانة البالغ عددها 100 مليار نجمًا على أنها أكثر بقليل من ضبابية صغيرة من الضوء في سماء الليل. ومع ذلك ، إذا قاموا بتحليل ترددات الضوء في تلك اللطخة الخافتة ، فقد يكونون قادرين على فك شفرة ما تتكون منه مجرتنا.
يثير هذا السؤال التالي: كيف تبدو كيمياء مجرة درب التبانة على بعد ملايين السنين الضوئية؟
قدمت الأبحاث التي أجراها معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا وجامعة يونان في الصين إجابة: مجرتنا هي كرة غريبة ، رغم أنها ليست فريدة من نوعها.
تبرز مجرة درب التبانة بين المجرات الأخرى ذات الحجم المماثل مع تركيزات معدنية منخفضة جدًا في المركز ، وترتفع باتجاه نقطة المنتصف ، ثم تتلاشى على أطراف المجرة.
وبالمقارنة ، فإن التوزيع المعدني للمجرات الأخرى أكثر تسطحًا ، يشبه الفطيرة أكثر من الدونات.
أفاد الباحثون أن مجرتنا “ليست فريدة ولكنها ليست شائعة” . “درب التبانة قد لا يكون لها توزيع معدني نموذجي لمجرة من كتلتها.”
يستخدم علماء الفلك كلمة “معدن” للإشارة إلى جميع العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم.
تشكلت نواتا الهيدروجين والهيليوم بعد حوالي ثلاث دقائق من الانفجار العظيم ، حيث قطعت الإلكترونات رحلة بعد حوالي 380 ألف سنة لتكوين الذرات. العناصر الأثقل هي نتاج مليارات السنين من التطور النجمي ، مما يتطلب مزيدًا من الوقت للظهور.
لهذا السبب ، تميل النجوم التي ولدت في وقت مبكر من تاريخ الكون إلى امتلاك معادن أقل من تلك التي ولدت لاحقًا.
الحديد (Fe) نادر في مركز مجرة درب التبانة ، ويبلغ ارتفاعه حوالي 7 كيلو فرسخ (kpc) بعيدًا عن المركز (أو 23000 سنة ضوئية) ، وينخفض بعد ذلك. النجوم الشابة لديها محتوى حديد أعلى من النجوم الأكبر سنا. النجم الذي يبلغ 1 جير عمره مليار سنة. ( ليان وآخرون ، علم الفلك الطبيعي ، 2023)
قارن الباحثون مجرتنا درب التبانة بـ 321 مجرة من الكتل المماثلة التي لوحظت كجزء من رسم خرائط المجرات القريبة في مسح مرصد نقطة أباتشي (MaNGA).
ووجدوا أن واحد بالمائة فقط من هذه المجرات تتطابق مع مجرة درب التبانة من حيث توزيع المعادن.
قارن الباحثون أيضًا مجرة درب التبانة بـ 134 مجرة تم إنشاؤها في محاكاة TNG50 للكون ، والتي شكلت نموذجًا لتطور عشرات الآلاف من المجرات على مدار 13.8 مليار سنة .
11 في المائة فقط من المجرات التي تمت محاكاتها كانت مثل مجرتنا.
في المتوسط ، تم توزيع محتوى الحديد (Fe) بالتساوي في وسط وأطراف المجرات في مسح MaNGA. وبالمقارنة ، فإن محتوى الحديد في مجرة درب التبانة يكون أقل في المركز ، ويبلغ ذروته في المنتصف ، ثم يتلاشى عند حواف المجرة. ( ليان وآخرون ، علم الفلك الطبيعي ، 2023)
لماذا مجرتنا درب التبانة غريبة جدا؟
هناك بعض التفسيرات. ربما استهلكت النجوم الأكبر سناً ذات المحتوى المعدني المنخفض جميع الموارد الموجودة في مركز المجرة. هذا يعني أن عددًا قليلاً من النجوم الشابة وُلدوا هناك ، وهو ما يفسر الانخفاض في المعادن في المركز.
بدلاً من ذلك ، ربما يكون الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة درب التبانة قد أطلق الإشعاع أثناء تناوله ، مما يجعل تكوين النجوم في المركز أمرًا صعبًا.
قد يكون سبب ندرة المعادن على حواف مجرة درب التبانة هو ابتلاع مجرتنا لمجرة أخرى ذات محتوى معدني منخفض.
الاحتمال الآخر هو أن الحجم المقدر لقرص النجوم في مجرة درب التبانة كان خاطئًا ، والذي قد يتم تناوله في الاستطلاعات القادمة مثل WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) و Sloan Digital Sky Survey V (SDSS-V) ، على سبيل المثال . الباحثين.
يقول المؤلف الرئيسي وعالم الفلك Jianhui Lian: “إن إيجاد طرق لمقارنة مجرتنا الأصلية بالمجرات البعيدة هو ما نحتاجه إذا أردنا معرفة ما إذا كانت درب التبانة مميزة أم لا”.
“لقد كان هذا سؤالًا مفتوحًا منذ أن أدرك علماء الفلك قبل مائة عام أن درب التبانة ليست المجرة الوحيدة في الكون.”
تم نشر هذه الورقة في Nature Astronomy .
