إن فهم كيف أصبح الكون هو أحد أكبر التحديات في كونك عالم فيزياء فلكية. بالنظر إلى الحجم الهائل للكون الذي يمكن ملاحظته (46.6 مليار سنة ضوئية) والعمر المذهل (13.8 مليار سنة) ، هذه ليست مهمة سهلة. ومع ذلك ، فقد سمحت الملاحظات الجارية والحسابات والمحاكاة الحاسوبية لعلماء الفيزياء الفلكية بتعلم الكثير عن كيفية تغير المجرات والبنى الأكبر بمرور الوقت.
على سبيل المثال ، تحدت دراسة حديثة أجراها فريق من جامعة كنتاكي (المملكة المتحدة) المفاهيم التي كانت معلقة سابقًا حول كيفية تطور مجرتنا لتصبح ما نراه اليوم. استنادًا إلى الملاحظات التي تم إجراؤها على القرص النجمي لدرب التبانة ، والذي كان يُعتقد سابقًا أنه سلس ، وجد الفريق أدلة على تموجات غير متماثلة. هذا يشير إلى أنه في الماضي ، ربما تكونت مجرتنا من التأثيرات القديمة.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "مجرة درب التبانة مع نجوم K و M القزم: الهيكل العمودي للقرص المجري" في الآونة الأخيرة في المجلة الفيزيائية الفلكية. بقيادة الفريق ديبورا فيرغسون ، خريجة المملكة المتحدة لعام 2016 ، تألف الفريق من البروفيسور سوزان غاردنر - من كلية الآداب والعلوم في المملكة المتحدة - وبريان ياني ، عالمة الفيزياء الفلكية من مركز فيرميلاب للفيزياء الفلكية للجسيمات (FCPA).
تطورت هذه الدراسة من أطروحة فيرغسون العليا ، والتي أشرف عليها البروفيسور غاردنر. في ذلك الوقت ، سعى فيرجسون للتوسع في البحث السابق الذي أجراه جاردنر وياني ، والذي سعى أيضًا إلى فهم وجود التموجات في القرص النجمي لمجرتنا. من أجل هذه الدراسة الجديدة ، اعتمد الفريق على البيانات التي حصل عليها تلسكوب Sloan Digital Sky Survey (SDSS) 2.5m ، الموجود في مرصد أباتشي بوينت في نيو مكسيكو.
سمح هذا للفريق بفحص التوزيع المكاني لـ 3.6 مليون نجم في مجرة درب التبانة ، والتي أكدوا من خلالها وجود تموجات غير متماثلة. هذه ، كما يزعمون ، يمكن تفسيرها كدليل على الآثار القديمة لدرب التبانة - وبعبارة أخرى ، أن هذه التموجات نتجت عن اتصال مجرتنا بالمجرات الأخرى في الماضي.
يمكن أن يشمل ذلك اندماجًا بين مجرة درب التبانة ومجرة القوس القزمة منذ 0.85 مليار سنة تقريبًا ، بالإضافة إلى اندماج مجرتنا الحالية مع مجرة قزم الكبرى. كما أوضح البروفيسور غاردنر في بيان صحفي حديث للمملكة المتحدة:
"يعتقد أن هذه التأثيرات كانت" مهندسي "الشريط المركزي والأذرع الحلزونية في درب التبانة. تمامًا كما توحي التموجات على سطح بحيرة ناعمة بمرور زورق سريع بعيد ، فإننا نبحث عن انحرافات عن التماثلات التي نتوقعها في توزيعات النجوم للعثور على أدلة على الآثار القديمة. لقد وجدنا أدلة واسعة النطاق على كسر كل هذه التماثلات وبالتالي بناء حالة لدور الآثار القديمة في تشكيل هيكل درب التبانة.
كما لوحظ ، أشار عمل جاردنر السابق أيضًا إلى أنه عندما يتعلق الأمر بالتماثل بين الشمال والجنوب للنجوم في قرص درب التبانة ، كان هناك "تموج" عمودي. وبعبارة أخرى ، فإن عدد النجوم التي تقع فوق أو أسفل القرص النجمي ستزداد من أخذ عينة إلى أخرى بعد أن نظروا أبعد من مركز القرص المجري. ولكن بفضل أحدث البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة SDSS ، كان لدى الفريق عينة أكبر بكثير تستند إليها استنتاجاتهم.
وفي النهاية ، أكدت هذه النتائج الملاحظات التي أجراها فيرغسون ولالي ، كما كشفت أيضًا عن أدلة على عدم التماثل في مستوى القرص المجري أيضًا. كما أوضح فيرجسون:
"لقد سمح لنا الوصول إلى ملايين النجوم من SDSS بدراسة البنية المجرية بطريقة جديدة تمامًا عن طريق تقسيم السماء إلى مناطق أصغر دون فقدان الإحصائيات. لقد كان من الرائع مشاهدة تطور هذا المشروع وظهور النتائج عندما رسمنا الكثافات النجمية وشاهدنا أنماطًا مثيرة للاهتمام عبر البصمة. مع إجراء المزيد من الدراسات في هذا المجال ، يسعدني أن أرى ما يمكننا تعلمه حول هيكل مجرتنا والقوى التي ساعدت في تشكيلها. "
إن فهم كيف تطورت مجرتنا وما الدور الذي لعبه الأثر القديم ضروري لفهم تاريخ وتطور الكون ككل. بالإضافة إلى مساعدتنا على تأكيد (أو تحديث) نماذجنا الكونية الحالية ، يمكن لدراسات مثل هذه أن تخبرنا أيضًا الكثير عما يخبئه لمجرتنا التي تبلغ مليارات السنين من الآن.
لعقود ، كان الفلكيون يعتقدون أنه خلال ما يقرب من 4 مليارات سنة ، ستصطدم درب التبانة مع أندروميدا. من المرجح أن يكون لهذا الحدث تداعيات هائلة ، مما يؤدي إلى اندماج الثقوب السوداء الهائلة للمجرة ، وتصادم النجوم ، والنجوم التي يتم إخراجها. في حين أنه من المشكوك فيه أن البشرية ستكون موجودة لهذا الحدث ، إلا أنه سيكون من المفيد معرفة كيف ستشكل هذه العملية مجرتنا والكون المحلي.
