عندما ننظر إلى سماء الليل خارج المدينة المشرقة ، يمكننا أن نرى مجموعة رائعة من النجوم والمجرات. على الرغم من أن الغاز يشكل أقل من 1٪ من المادة في الكون ، "الغاز هو الذي يدفع تطور المجرة ، وليس العكس" ، يقول فيليكس "جاي" لوكمان من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO).
مع التلسكوبات اللاسلكية والمسوحات مثل تلسكوب Green Bank (GBT) في ولاية فرجينيا الغربية ، و Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) ، و Arecibo Legacy Fast ALFA (ALFALFA) ، يتعرف Lockman والفلكيون الآخرون على المزيد عن الدور من الغاز في تكوين المجرة. وقدموا نتائجهم في الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS) في سان خوسيه.
على الرغم من أن لدينا رؤية ممتازة للجزء الخاص بنا من درب التبانة ، ويمكننا أن نقول أن له بنية على شكل قرص - وهذا هو أصل اسمه ، بعد كل شيء - ليس من السهل جدًا دراسة كيفية تشكل المجرة. وصف لوكمان الوضع بقياس: إذا كنت تحاول فهم كيفية بناء منزلك دون تركه ، فستنظر وتنصت في جميع أنحاء المنزل وستنظر من النافذة لمعرفة ما يمكنك فعله من منازل جيرانك. أندروميدا هي أكبر جارة لدرب التبانة ، ولديهما مجرات "فضائية" تدور حولها ، ويبدو أن بعضها يحتوي على غاز.
بالإضافة إلى ذلك ، وجد لوكمان وزملاؤه غيومًا من الغاز بين أندروميدا وأحد أقمارها الصناعية ، Triangulum ، والتي يمكن أن تكون "مصدرًا للوقود لتكوين النجوم في المستقبل" للمجرات. كمثال درامي على السحب عالية السرعة ، قدم لوكمان صور GBT جديدة لـ Cloud Cloud ، والتي تم اكتشافها لأول مرة في عام 1963 من قبل طالب في هولندا. سميث كلاود هو الوافد الجديد إلى درب التبانة ويمكنه توفير ما يكفي من الغاز لتشكيل مليون نجم وأنظمة شمسية. استنادًا إلى سرعته ومساره ، "نعتقد أنه في غضون بضعة ملايين من السنين ، رش!" كما تصطدم مع مجرتنا.
واصل Kartik Sheth ، وهو عالم آخر في NRAO ، وصفًا لحالة الفلكيين الحالية من معرفة تجميع المجرات القرصية والدوامة ، ومنها درب التبانة وأندروميدا مثالان فقط. عادةً ما تحتوي المجرات اللولبية على العديد من السحب الغازية التي تشكل نجومًا جديدة ، وغالبًا ما يشار إليها باسم مشاتل النجوم ، والآن مع ALMA ، "تلسكوب رائع على ارتفاع 16500 قدم" ، يدرسها شيث وزملاؤه بمزيد من التفصيل.
على وجه الخصوص ، قدم شيث النتائج المنشورة حديثًا من قبل آدم ليروي في مجلة الفيزياء الفلكية، حيث يقومون بفحص الغيوم التي تشكل النجوم في قلب مجرة الانفجار النجمي القريبة ، Sculptor ، لدراسة "فيزياء كيفية تحويل الغاز إلى نجوم". يشكل النحات والانفجارات النجمية الأخرى النجوم بمعدل أسرع 1000 مرة من المجرات الحلزونية النموذجية مثل درب التبانة. "فقط مع ALMA يمكننا في الواقع أن ننجز ملاحظات مثل هذه" من الأجسام خارج مجرتنا. من خلال مقارنة تركيز وتوزيع عشرة غيوم غازية في النحات ، وجدوا أن السحب أكبر حجماً وأكثر كثافة بعشر مرات وأكثر اضطرابًا من السحب المماثلة في المجرات الأكثر نموذجية. بسبب كثافة هذه المشاتل النجمية ، يمكن أن تشكل النجوم بكفاءة أكبر.
قدم علماء الفلك الآخرون في اجتماع AAAS ، مثل كلوديا سكارلاتا (جامعة مينيسوتا) واريك ويلكوتس (جامعة ويسكونسن) ، صورة أوسع نطاقا لكيفية تصادم المجرات الحلزونية مع بعضها البعض لتشكيل مجرات أكبر بيضاوية الشكل. عادةً ما تظهر هذه المجرات قديمة وتوقفت عن تكوين النجوم ، لكنها يمكن أن تنمو من خلال "الاندماج" مع مجرة مجاورة في مجموعتها. يقول ويلكوتس: "سأدعي أن معظم تحولات المجرات تحدث في مجموعات". في ورقة مبنية على بيانات البرسيم المنشورة في المجلة الفلكية، وجد كيلي هيس وويلكوت مجرات غنية بالغازات موزعة بشكل أساسي في ضواحي المجموعات ، وبالتالي تميل هذه الأنظمة إلى النمو من الداخل إلى الخارج.
في قضية ذات صلة ، ناقش كل من بريامفادا ناتاراجان (جامعة ييل) و سكارلاتا كيف أن تطور الثقوب السوداء الضخمة في مراكز المجرات يبدو مرتبطًا بتطور المجرة ككل ، عندما يتبعها علماء الفلك من "المهد إلى البلوغ. " على وجه الخصوص ، أوضح ناتاراجان كيف يمكن للثقوب السوداء للمجرات الناضجة أن تسخن الغاز في المجرة وتدفع تدفق الغاز إلى الخارج ، وبالتالي منع استمرار تكوين النجوم في المجرة.
وأخيرًا ، يتطلع الفلكيون إلى المزيد من الأبحاث المتطورة القادمة حول الغاز في المجرات. وصفت Ximena Fernández (جامعة كولومبيا) مسح COSMOS HI الكبير خارج المجرة (CHILES) لغاز الهيدروجين في المجرات مع المصفوفة الكبيرة جدًا. لقد أكملوا مسحًا تجريبيًا حتى الآن ، حصلوا فيه على أبعد مسافة كشف حتى الآن لمجرة تحتوي على غاز. إنهم يخططون للنظر إلى أبعد من ذلك في الماضي البعيد مقارنة بالمسوحات السابقة ، ويتوقعون اكتشاف الغاز في 300 مجرة على بعد 5 مليارات سنة ضوئية - 250 مرة أكثر من المجرة التي لاحظها ليروي.
وصف فرنانديز أيضًا MeerKAT ، وهو تلسكوب لاسلكي قيد الإنشاء في جنوب إفريقيا ، والتحقيق العميق في أصول الغاز الطبيعي (DINGO) في أستراليا ، وكلاهما سيكون بمثابة سلائف لصفيف الكيلومتر المربع في 2020s. ستضيف هذه المقاريب الجديدة إلى نظرة الفلكيين المتزايدة التعقيد حول تكوين المجرات وتطورها.
