قدمت دراسة جديدة رؤى مهمة حول مجموعة من مجالات الفيزياء الفلكية، حيث كشفت عن الشكل الحقيقي لسحابة النجوم المنتشرة المحيطة بقرص مجرتنا.
ويُعتقد أن هذه السحابة من النجوم، المعروفة باسم الهالة النجمية، كروية إلى حد كبير. ووفقا لنموذج جديد، فإن هذه الهالة النجمية مستطيلة ومائلة، تشبه إلى حد كبير كرة القدم التي تم ركلها للتو.
تسلط النتائج الضوء على تاريخ مجرتنا و تطور المجرة أثناء تقديم أدلة في البحث المستمر عن المادة الغامضة المعروفة باسم المادة السوداء.
المؤلف الرئيسي للدراسة جيون "جيسي" هان، دكتوراه. طالب في مركز الفيزياء الفلكية | وقال هارفارد وسميثسونيان، "إن شكل الهالة النجمية هو عامل أساسي قمنا بقياسه بدقة أكبر مما كان ممكنًا من قبل. هناك الكثير من الآثار المهمة لكون الهالة النجمية ليست كروية، بل على شكل كرة قدم أو كرة الرجبي أو منطاد - اختر ما يناسبك!
وقال تشارلي كونروي، المؤلف المشارك في الدراسة، ومستشار هان وأستاذ علم الفلك في جامعة هارفارد ومركز الفيزياء الفلكية: "لعقود من الزمن، كان الافتراض العام هو أن الهالة النجمية هي إلى حد ما كروية ومتناحية الخواص، أو هي نفسها في كل اتجاه. نحن نعلم الآن أن الصورة المدرسية لمجرتنا المضمنة داخل حجم كروي من النجوم يجب التخلص منها.
ولكن لأننا جزء من مجرة درب التبانة، فقد كان من الصعب على علماء الفلك فهم شكل هالتها النجمية. الهالة النجمية تحيط بنا النظام الشمسي ويصل إلى عدة مئات الآلاف من السنين الضوئية فوق وتحت مستوى مجرتنا المليء بالنجوم.
وقال هان، "على عكس المجرات الخارجية، حيث ننظر إليها ونقيس هالاتها. نحن نفتقر إلى نفس المنظور الجوي الخارجي لهالة مجرتنا.
ومما يزيد الأمور تعقيدًا، أن حوالي 1% فقط من إجمالي كتلة النجوم في المجرة يوجد في الهالة النجمية، والتي تبين أنها منتشرة إلى حد ما. والنجوم التي تشكل هذه الهالة كثيرة، لكن مع مرور الوقت تمكن علماء الفلك من التعرف على الكثير منها. ويمكن تمييز هذه النجوم عن غيرها درب التبانة النجوم بتركيبها الكيميائي الفريد ومسافاتها وحركاتها عبر السماء. وقد أظهرت هذه التحقيقات لعلماء الفلك أن توزيع نجوم الهالة ليس موحدا. منذ ذلك الحين، كان الهدف هو دراسة الأنماط المكانية للكثافة الزائدة للنجوم، والتي تظهر على شكل مجموعات وتيارات، لتحديد الأصول الحقيقية للهالة النجمية.
مجموعة البيانات الثانية مأخوذة من H3 (هيكتوشيل في الهالة بدقة عالية). قام H3 بجمع ملاحظات تفصيلية لعشرات الآلاف من نجوم الهالة النجمية البعيدة جدًا بحيث لا يمكن لـ Gaia تقييمها.
تم إنتاج الهالة غير الكروية من خلال دمج هذه البيانات في نموذج مرن سمح لشكل الهالة النجمية بالظهور من جميع الملاحظات؛ يتناسب شكل كرة القدم بشكل جيد مع الاكتشافات السابقة. على سبيل المثال، الشكل يدعم بشكل مستقل وجوهري نظرية بارزة حول كيفية تشكل النجم هالة درب التبانة تم انشائه.
وفقًا لهذا الإطار، تشكلت الهالة النجمية عندما اصطدمت مجرة قزمة وحيدة منذ 7 إلى 10 مليارات سنة بمجرتنا الأكبر حجمًا. الراحل المجرة القزمة يُعرف باسم Gaia-Sausage-Enceladus (GSE)، حيث يشير "Gaia" إلى المركبة الفضائية المذكورة أعلاه، و"Sausage" إلى النمط الذي يظهر عند رسم بيانات Gaia، و"Enceladus" إلى العملاق الأسطوري اليوناني الذي دُفن تحت الجبل - يشبه إلى حد ما الطريقة التي دُفن بها GSE في درب التبانة.
وبسبب هذا الحدث الاصطدامي المجري، تمزقت المجرة القزمة، وتناثرت النجوم المكونة لها في هالة متفرقة. مثل هذه القصة الأصلية تفسر الاختلاف المتأصل بين نجوم الهالة النجمية والنجوم التي ولدت وترعرعت في درب التبانة، مما أدى إلى التخلص الإضافي من نجوم مجموعة GSE. وفي الوقت نفسه، يشير ميل الهالة النجمية إلى أن GSE واجه درب التبانة بزاوية سقوط وليس بشكل مستقيم.
وقال كونروي "إن ميل النجوم وتوزيعها في الهالة النجمية يوفران تأكيدًا دراماتيكيًا على أن مجرتنا اصطدمت بمجرة أخرى أصغر قبل 7 إلى 10 مليارات سنة."
لاحظ العلماء: "من الجدير بالذكر أنه قد مر وقت طويل منذ اصطدام GSE ودرب التبانة، حيث كان من المتوقع أن تستقر نجوم الهالة النجمية ديناميكيًا في الشكل الكروي الكلاسيكي المفترض منذ فترة طويلة. حقيقة أنهم من غير المحتمل أن يتحدثوا عن هالة المجرة الأوسع. من المحتمل أن يكون هذا الهيكل الذي تهيمن عليه المادة المظلمة منحرفًا، ومن خلال جاذبيته، يحافظ أيضًا على الهالة النجمية بعيدًا عن التوازن.
وقال كونروي "تشير الهالة النجمية المائلة بقوة إلى أن هالة المادة المظلمة الكامنة وراءها مائلة أيضًا. إن الميل في هالة المادة المظلمة يمكن أن يؤثر بشكل كبير على قدرتنا على اكتشاف جزيئات المادة المظلمة في المختبرات على الأرض.
يمكن أن يؤدي تحديد التكوين الأرجح لهالة النجم إلى تطوير العديد من الدراسات الفيزيائية الفلكية وتوفير معلومات أساسية حول مكاننا في الكون.
هان محمد, "هذه أسئلة مثيرة للاهتمام بشكل بديهي لطرحها حول مجرتنا: "كيف تبدو المجرة؟" و"كيف تبدو الهالة النجمية؟"
"مع هذا الخط من البحث والدراسة، قمنا أخيرًا بالإجابة على هذه الأسئلة."
المرجع مجلة:
- جيوون جيسي هان وآخرون. الهالة النجمية للمجرة مائلة ومكسورة بشكل مضاعف. المجلة الفلكية. دوى: 10.3847/1538-3881/ac97e9
