لبعض الوقت ، عرف الفلكيون أن التصادمات أو الاندماجات بين المجرات جزء لا يتجزأ من التطور الكوني. بالإضافة إلى التسبب في نمو المجرات ، تؤدي هذه الاندماجات أيضًا إلى إطلاق جولات جديدة من تكوين النجوم حيث يتم حقن الغاز والغبار الطازج في المجرة. في المستقبل ، يقدر الفلكيون أن مجرة درب التبانة ستندمج مع مجرة أندروميدا ، وكذلك سحابات ماجلان الصغيرة والكبيرة في هذه الأثناء.
وفقًا لنتائج جديدة حصل عليها باحثون في مركز معهد فلاتيرون للفيزياء الفلكية الحاسوبية (CCA) في مدينة نيويورك ، فإن نتائج الاندماج النهائي مع سحابات ماجلان أصبحت محسوسة بالفعل. وفقًا للنتائج التي تم تقديمها في الاجتماع 235 للجمعية الفلكية الأمريكية هذا الأسبوع ، يمكن أن تكون النجوم التي تتشكل في ضواحي مجرتنا نتيجة لهذه المجرات القزمة التي تندمج مع مجرتنا.
خلال العرض التقديمي الذي عقد يوم الأربعاء (8 يناير) في هونولولو ، أوضح فريق البحث كيف أن البيانات من وكالة الفضاء الأوروبية جايا كشف المرصد عن وجود مجموعة نجرية شابة في ضواحي هالة درب التبانة. تم تعيين هذه المجموعة Price-Whelan 1 تكريما لقائد الفريق Adrian M. Price-Whelan (زميل بحث في CCA).
والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو حقيقة أن الأطياف التي تم الحصول عليها من الكتلة تشير إلى أنها ربما تكونت من تيار الغاز المنبعث من أحد أذرع سحابة ماجلان الكبيرة. يشير الاكتشاف إلى أن هذا التدفق من الغاز الممتد من المجرات ، والمعروف باسم Leading Arm II ، هو أقرب بكثير إلى درب التبانة مما كان يعتقد سابقًا (وأقرب أيضًا إلى الاصطدام به).
من المؤكد أن تحديد العناقيد النجمية في مجرتنا أمر صعب لأن النجوم قد تبدو متجمعة في السماء ، لكنها مفصولة بمسافات شاسعة في الواقع. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن رؤية النجوم على مقربة من بعضها البعض عند نقطة واحدة ولكن بعد ذلك تجد نفسها تتحرك في اتجاهات مختلفة. يتطلب تحديد النجوم التي يتم تجميعها معًا قياسات دقيقة لمواقع النجوم بمرور الوقت (ويعرف أيضًا باسم قياس النجوم).
هذا هو الغرض من جايا المهمة ، التي كانت تجمع البيانات عن المواقع والمسافات والحركات المناسبة لحوالي 1.7 مليار من الأجرام السماوية منذ عام 2013. وباستخدام أحدث مجموعة بيانات ستطلقها البعثة ، بحث برايس ويلان وزملاؤه عن أدلة على النجوم الشابة الزرقاء جدًا. التي كانت تتحرك بها كتل. بعد تحديد العديد منهم ، قاموا بمطابقتهم للقضاء على المجموعات المعروفة.
في النهاية ، بقي واحد فقط: مجموعة نجمة صغيرة نسبيًا يبلغ عمرها حوالي 117 مليون سنة وتقع في الضواحي البعيدة لدرب التبانة. كما أوضح Price-Whelan:
"هذه مجموعة صغيرة من النجوم - أقل من بضعة آلاف في المجموع - ولكن لها آثار كبيرة خارج منطقتها المحلية من درب التبانة ... إنها بعيدة حقًا. إنها أبعد من أي نجوم شابة معروفة في درب التبانة ، والتي توجد عادة في القرص. لذا على الفور ، كنت مثل: "أيها الدخان المقدس ، ما هذا؟"
يضعها موضع الكتلة في "هالة" درب التبانة ، وهي المنطقة الخارجية لمجرتنا الواقعة خلف الأذرع الحلزونية. في حين أنها تحتوي على غالبية كتلة مجرتنا ، فهي أيضًا أغمق بكثير من الأذرع الحلزونية حيث توجد غالبية نجوم مجرة درب التبانة. يوجد أيضًا في هذه المنطقة نهر من الغاز يعرف باسم "تيار ماجلان" ، والذي يشكل الحافة الخارجية لـ SMC و LMC ويصل باتجاه درب التبانة.
هذا التيار فقير بالمعادن ، على عكس سحب الغاز الموجودة في الروافد الخارجية لدرب التبانة. وقد سمح هذا لديفيد نيدر ، وهو أستاذ مساعد في جامعة ولاية مونتانا ومؤلف مشارك للدراسة ، بتحديد أن مجموعة النجوم المكتشفة حديثًا كانت خارج المجرة في الأصل. من خلال إجراء تحليل للمحتوى المعدني لأكبر 27 نجمة ساطعة في المجموعة ، وجد أن معادنها تشبه تلك الموجودة في تيار ماجلان.
وبناءً على هذه النتائج ، خلص الفريق إلى أن الكتلة تشكلت كغاز من تيار ماجلانيك عبر هالة درب التبانة. جنبا إلى جنب مع سحب الجاذبية لمجرةنا ، خلق المرور عبر الهالة قوة السحب التي تضغط الغاز إلى النقطة التي انهارت لتشكيل نجوم جديدة. بمرور الوقت ، تقدمت النجوم قبل مجرى الغاز وانضمت إلى درب التبانة الخارجي.
يمكن أن يكون لدراسة هذه المجموعة آثار كبيرة على فهمنا لتطور مجرتنا. على سبيل المثال ، لم يتمكن الفلكيون من تقييد المسافة بين تيار ماجلان ومجرتنا حتى الآن بشكل فعال. ولكن بفضل اكتشاف هذه المجموعة النجمية الجديدة ، يتوقع Price-Whelan وزملاؤه أن حافة تيار Magellanic تبعد 90،000 سنة ضوئية عن مجرة درب التبانة.
هذه تقريبًا نصف المسافة التي تم توقعها سابقًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اكتشاف التكتلات في ضواحي درب التبانة يمكن أن يكشف أيضًا ما إذا كانت غيوم Magellanic قد تصادمت مع مجرتنا في الماضي. هذا هو الاتجاه الواضح فيما يتعلق بعمليات الاندماج: لا يصطدم الجسمان السماويان وجهاً لوجه ، ولكنهما يتأرجحان مع بعضهما البعض ويتبادلان المواد ، وفي النهاية يتحدان لتشكيل كائن واحد.
كما أشار Nidever ، فإن النتائج التي توصل إليها الفريق تقود الفلكيين أيضًا إلى تحسين نظرياتهم حول متى ستندمج Cloud Magellanic Cloud مع مجرتنا:
"إذا كان تيار Magellanic أقرب ، وخاصة الذراع الرائدة الأقرب إلى مجرتنا ، فمن المحتمل أن يتم دمجه في درب التبانة في وقت أقرب مما يتوقع النموذج الحالي. في النهاية ، سيتحول هذا الغاز إلى نجوم جديدة في قرص درب التبانة. في الوقت الحالي ، تستهلك مجرتنا الغازات بشكل أسرع من تجديدها. سيساعدنا هذا الغاز الإضافي في تجديد هذا الخزان والتأكد من استمرار مجرتنا في الازدهار وتشكيل نجوم جديدة ".
هذه الدراسة هي الأحدث في سلسلة جعلت من الممكن جايا المهمة ، التي تعمل بشكل جماعي على تعزيز فهمنا لكيفية تطور مجرتنا وستستمر في القيام بذلك في المستقبل. من المقرر مبدئيًا أن ينتهي بحلول عام 2018 جايا تم تمديد المهمة وستستمر في العمل حتى عام 2022 (باستثناء تمديدات أخرى).
الإصدار القادم من جايا سيتم إجراء بيانات الأرشيف (EDR3) في جزأين ، حيث يتم إصدار الجزء الأول في الربع الثالث من عام 2020 والثاني خلال النصف الأخير من عام 2021. كان اكتشاف Price-Whelan 1 والتحليل الطيفي اللاحق للفريق للنجوم كل من موضوع الأوراق التي تم نشرها في المجلة الفيزيائية الفلكية في 5 ديسمبر و 16 ديسمبر على التوالي.
