ماضٍ مضطرب، تُشير إليه هالة مجرَّة القبعة المكسيكية (Sombrero)

تشير بيانات تلسكوب هابل الجديدة المدهشة إلى أن حافةَ مجرة القبعة المكسيكية المستقرة والهادئة قد تخفي وراءها ماضياً مضطرباً. حسمت حدة وحساسية تليسكوب هابل الجدل حول عشرات آلاف النجوم المنفردة في مجرة القبعة المكسيكية الواسعة، وهالتها الممتدة، في المنطقة الواقعة خارج مركز المجرة، والتي تتكوّن عادة من نجوم كبيرة في السن. الاكتشافات الأخيرة لمجرة القبعة المكسيكية تقلب النظرية التقليدية رأسًا على عَقِب، حيث تظهر بشكلٍ طفيفٍ تلك النجومُ المتقدمة في العمر، التي تحتوي كمياتٍ ضئيلةً من المعادن في هالة المجرة، بالإضافة إلى غزارةٍ غير متوقَّعةٍ من النجوم الغنية بالمعادن التي توجد في العادة في قرص المجرة أو في مركزها المنتفخ. اندماج المجرات الرئيسية سابقًا هو تفسيرٌ مُحتَمَلٌ، على الرغم من أن فخامة القبعة المكسيكية لا تظهر أي دليل على حدوث أيةِ فوضى اندماجِ مجراتٍ ضخمٍ حدثَ أخيرا.

يقول السيد باول جودفرويج من معهد علوم تلسكوبات الفضاء (STScI)، بالتيمور، ماريلاند: “دائما ما كانت مجرة القبعة المكسيكية مجرةً غريبةَ الأطوار، وهذا هو الذي جعلها مثيرة للاهتمام”, ويضيف قائلاً: “تُعد قياساتُ هابل المعدنيةُ (أي وفرة العناصر الثقيلة في النجوم) مؤشرًا آخرَ على أن القبعة المكسيكية لديها الكثير لتُعلِّمنا عن تركيبِ وتطوُّرِ المجرة”.

ويضيف السيد روجر كوهين وهو راصدٌ بذاتِ المعهد: “اكتشافات تليسكوب هابل تقلب فهمَنا العامَّ حول بِنية المجرّة ومعادنها رأسًا على عقب”.

تظل القبعةُ المكسيكيةُ المجرةَ المفضلةَ للفلكيين والراصدين الهواة على حدٍّ سواء، وذلك لبريقها اللامع وتركيبها الغامض، الآن أصبح لها فصلٌ جديدٌ في حكايتها الغريبة، هالةٌ ممتدةٌ من النجوم الغنية بالمعادن مع إشارةٍ هزيلةٍ على وجود نجومٍ فقيرةِ المعادنِ كما هو الحال مع بقية هالاتِ المجراتِ الأخرى. الباحثون يُعمِلون النظر في بيانات تلسكوب هابل، بتحويل البيانات إلى نماذجَ حاسوبيةٍ متطورةٍ لاقتراح تفسيراتٍ للانقلاب المحيِّرِ في النظرية المجرية التقليدية. هذه النتائج تقترح بالمناصفة احتمالاتٍ ممكنةً مثيرةً للدهشةِ لاندماجٍ ضخمٍ في ماضي المجرة، بالرغم من أنَّ بِنية المجرة لا تُظهر دلائلَ على اندماجٍ ضخمٍ حدث مؤخراً إلا أن النتائج الاستثنائيةَ والتفسيراتِ المحتملةَ التي تمّ نشرُها في مجلة الفيزياء الفلكية (Astrophysical Journal) تُفضي إلى النتيجة المفاجئة بأن ذلك حدث بالفعل.

يقول جودفرويج: “إن غيابَ النجوم الفقيرة بالمعادن كان مفاجأةً كبيرةً، كما أن وفرة النجوم الغنية بالمعادن لم يضف شيئا سوى المزيد من الغموض”.

في هالة المجرة يتوقع علماء الفلك وجودَ أجيالٍ سابقةٍ من النجوم تحوي عناصرَ أقلَّ ثِقلاً، تُعرف بالمعادن، بالمقارنة مع القاعدة النجمية المزدحمة في القرص الرئيسي للمجرة، العناصر تنشأُ خلال عملية “دورة الحياة” النجمية، وكلما كانت المجرةُ تملك نجومًا خلال هذه الدورة، زَادَ عددُ النجوم الغنية بالعناصر المعدنية التي تشكلت من الغازات؛ عادةً ما تُوجدُ في مركزِ المجرةِ، حيث تكونُ المادةُ النجميةُ أكثرَ كثافةً، كما تقول النظرية التقليدية.

مما يزيد الحقائق تعقيدًا هو وجودُ العديدِ من عناقيدِ النجومِ الفقيرةِ بالمعادن المُتوقَّعِ تحرُّكُها خارجَ مجموعتِها، وتُصبح جزءًا من الهالة النجمية، لكن هذه العملية تبدو غير فعالة في مجرة القبعة المكسيكية. فريق الدراسة قارن نتائجَهم بمحاكاةٍ حاسوبيةٍ حديثةٍ لمعرفةِ ماذا يمكن أن يكون أصلُ هذه القياسات المعدنيةِ غيرِ المتوقعةِ في هالة المجرة؟.

النتائج أيضًا تحدَّتِ التوقعاتِ، مشيرةً إلى أنَّ مجرةَ القبعة المكسيكية خضعت لأحداثِ نموٍّ أو اندماجٍ كُبرى في مليارات السنوات الماضية، بعكس مجرتنا درب التبانة، التي يُعتَقدُ أنها ابتلعت العديدَ من المجرات التابعة، فيما يعرف بالنمو “الثانوي” عبر مليارات السنين، النمو الرئيسي للمجرة هو عَبْرَ اندماجِ مجرتين أو أكثر من مجراتٍ ضخمةٍ غنيةٍ بالنجوم الغنيةِ بالمعادن.

تحتوي المجرات التابعة فقط على النجوم الفقيرة بالمعادن التي بدورها تحوي كميات كبيرة من الهيدروجين والهيليوم من الانفجار العظيم. أما العناصر الثقيلة فلابد أن تنشأَ في باطن النجوم عبر عمليةِ الاصطناع النوويّ وتشكيلِها للجيل الجديد من النجوم. هذه العملية لا تنجح في المجرات القزمة كتلك التي تدور حول درب الـتّـبّانة، ولكنها تَحدثُ بشكلٍ فعّالٍ جدًّا في المجراتِ الأكبرِ والأكثرِ تطورًا.

يحتوي المربع البرتقالي ، وهو مجموعة فرعية صغيرة من عرض هابل ، على نجوم هالة لا تعد ولا تحصى. تزداد الكثافة النجمية بالقرب من قرص المجرة (المربع الأزرق السفلي). يحتوي كل إطار على مجموعة كروية مشرقة من النجوم ، يوجد الكثير منها في هالة المجرة. تحتوي هالة Sombrero على نجوم غنية بالمعادن أكثر مما كان متوقعًا ، ولكن الغريب هو الغياب شبه التام للنجوم القديمة الفقيرة بالمعادن الموجودة عادة في هالات المجرات الضخمة.

Credits: NASA/Digitized Sky Survey/P. Goudfrooij (STScI)/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

نتائج القبعة المكسيكية صادمة لأنَّ قرصَها الأملسَ لا يُظهر أيَّ اختلالٍ قد حدثَ مسبقًا، مقارنةً بالعديد من المجرات المتفاعلة، مثل مجرتي الهوائيات، وسبب تسميتها يعود إلى مظهرها المشوّه لأذرعها الحلزونية بسبب تفاعل قوى المد والجزر داخلهما.

عملياتُ اندماجِ المجرات الكبرى متَماثلةٌ في تكتُّلِها غالبًا، كشكلٍ إهليجيٍّ كبيرٍ وسَوِيٍّ مع هالةٍ ممتدةٍ -وهي عمليةٌ تستغرقُ ملياراتِ السنين- لكنَّ مجرةَ القبعة المكسيكية لا تتناسب إطلاقًا مع المفهوم التقليديِّ للمجراتِ الحلزونيةِ أو الإهليجيةِ، بطريقةٍ ما هِي مجرةٌ (هجينةٌ).

لهذه الحالة المعينة؛ اختار الفريقُ مجرةَ القبعة المكسيكية لتكوينها الفريدِ من نوعه، لقد أرادوا اكتشاف كيف لهذا النوع “الهجين” من المجرات أن يتشكَّلَ ويتجمعَ مع مرور الوقت. الدراساتُ اللاحقة للهالةِ ذاتِ التوزيعِ المعدني العالي ستتم مع عديدِ المجرات على مسافاتٍ مماثلةٍ لمجرة القبعة المكسيكية.

فريق البحث يتطلع إلى متابعة المراصد المستقبلية لغرض التحقيق في خصائص مجرة القبعة المكسيكية غيرِ المتوقعة، سيكون تلسكوب المسح الشامل بالأشعة تحت الحمراء (WFIRST)، مع مجالِ رؤيةٍ أقوى تُعادلُ 100 ضعفِ مجالِ رؤيةِ تلسكوبِ هابل، قادرًا على التقاطِ صورٍ مستمرةٍ لهالة المجرة، في أثناء ذلك سيكون تليسكوب جيمس ويب مفيدًا أيضًا بدقةٍ كتلك التي يمتلكها هابل مع حساسيةٍ عاليةٍ للأشعة تحت الحمراء.

تلسكوب الفضاء هابل هو مشروعُ تعاونٍ دوليٍّ بين وكالة الفضاء الأمريكية ووكالة الفضاء الأوروبية, تحت إدارة مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرين بلت بولاية ماريلاند، عمليات القيادة تتم في معهد علوم تلسكوبات الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند, ويُجرِي المعهدُ هذه العمليات لوكالة الفضاء الأمريكية عبر رابطةِ جامعاتِ بحوثِ علوم الفضاء في واشنطن العاصمة.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ترجمة: Atiyah Alhasadi 

تعديل: جوهر علي 

تصميم: Amjed Kharwat

مراجعة وتدقيق لغوي: محمد السنوسي عامر 

المصدر:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/beyond-the-brim-sombrero-galaxy-s-halo-suggests-turbulent-past

اضف تعليقك

تعليقات FaceBook