بالنسبة لنا ، قد تبدو السماء الليلية وكأنها تناثر عشوائي للنجوم ، لكن علماء الفلك يتعلمون أنه في بعض مناطق مجرتنا ، تجمعت النجوم في ميزات تشبه تلك الموجودة على الأرض - التيارات والأمواج والأقواس والحواف الجبلية.
يخلق النشاط التكتوني مجموعة واسعة من ميزات الأرض ، لكن العلماء ليسوا متأكدين تمامًا مما يجعل هذه المحاكاة النجمية في درب التبانة. الآن ، يختبر الباحثون الجاني ، بما في ذلك القوى القادمة من خارج مجرتنا. لكن المشتبه به الحقيقي ربما يكون درب التبانة نفسه.
يصف العلماء مجرة درب التبانة بأنها مجرة حلزونية حلزونية - بشكل أساسي مثل بيضة مشمسة في الجانب ، مع توزيع للنجوم الدولاب. ولكن على نطاق أصغر ، هناك الكثير من التفاصيل المختبئة في هذه التضاريس المجرية.
منذ عام 2013 ، أجرت بعثة وكالة الفضاء الأوروبية تسمى Gaia تعدادًا لدرب التبانة ، بهدف تصنيف أكثر من مليار نجم. باستخدام البيانات الجديدة التي تم إصدارها في أبريل 2018 حول القياسات الدقيقة لمواقع النجوم وحركاتها لـ 550 مليون كائن إضافي ، يمكن لعلماء الفلك الآن استكشاف المجرة بأبعاد جديدة.
في حين كشفت هذه الاستكشافات المجرية عن تضاريس جديدة ، مثل تلك التلال والأقواس ، لم يتمكن العلماء من شرح كيفية تكوين الهياكل النجمية بشكل كامل. قرر فريق بقيادة علماء الفلك في جامعة سيدني ، أستراليا ، محاولة إعادة إنشاء بعض الميزات التي يرونها في النجوم في نماذج الكمبيوتر.
ركز الباحثون على سلسلة من ثمانية تلال في درب التبانة يتم طيها جنبًا إلى جنب مثل سلسلة جبال. أظهرت بيانات Gaia أن التلال ، التي كانت محصورة معًا في الطبقة الوسطى من قرص درب التبانة ، كان لكل منها مجموعات من النجوم الفريدة ترصع قممها. باستخدام بيانات من مهمة أخرى تحلل تكوين النجوم ، لاحظوا أن جميع النجوم لديها تركيبات عنصرية تشبه تلك الموجودة في الشمس. نظرًا لأن التكوين الأولي يمكن أن يلمح إلى عمر نجمي ، فقد أخبرهم ذلك أن هذه النجوم الصغيرة لم تكن مبعثرة بقدر ما كانت النجوم القديمة ، مما يساعد في فهم كيفية تشكل التلال.
تنقسم النظريات حول كيفية إنشاء هذه التلال والميزات الأخرى إلى فئتين: داخلية وخارجية. تقترح بعض النظريات أن آليات المجرات الداخلية هي مفتاح تكوين جغرافية المجرة. على سبيل المثال ، قد تولد تفاعلات الجاذبية موجات رنينية تخلق كتلًا أكبر من المادة من الأصغر. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يؤدي الاحتكاك بين النجوم والغازات والغبار في المجرة إلى إنشاء هذه الميزات الطبوغرافية ، تمامًا مثلما تتشابك الملابس في الغسالة معًا أثناء انتقالها إلى بعضها البعض في عملية التنظيف. تقترح نظريات أخرى أن بعض السمات الخارجية قد انتقلت عبر المجرة ، مثل مجرة قزم صغيرة أخرى ، وهذا ما يتجعد النجوم. (لتصور هذه النظرية ، تخيل سحب قدميك أثناء عبور البساط ، مما يؤدي إلى طيها.)
استخدم الفريق المحاكاة الحاسوبية لهذه العمليات الداخلية والخارجية لمعرفة ما إذا كان يمكن إعادة توزيع النجوم في ظل ظروف مختلفة. ووجدوا أن التلال تتطابق بشكل أكبر مع تلك التي تم إنشاؤها في المناطق المعزولة من خلال عملية داخلية تسمى الخلط الطوري ، حيث تختلط مجموعات النجوم تدريجيًا ، مثل رم وفحم الكوك التي يتم تقليبها في كوكتيل ، بسبب تحويل الأذرع الحلزونية بمرور الوقت . علاوة على ذلك ، يشير وجود النجوم الصغيرة ، التي لم يكن لديها الكثير من الوقت لتشتت النجوم مثل النجوم القديمة ، في التلال أيضًا إلى أن القوة القريبة كانت مصدر الميزات. في عمليات محاكاة للمناطق التي تضررت جاذبية بواسطة مجرة عابرة ، أظهرت النتائج حواف أطول بكثير من تلك التي شوهدت في درب التبانة.
وقالت شوريا خانا ، عالمة الفلك في جامعة سيدني والمؤلفة الرئيسية في البحث الجديد ، أن ارتفاع التلال "قد يكون أحد السبل للتمييز بين العمليات الداخلية والخارجية".
رغم ذلك ، لا تزال هناك بعض القيود. لم يقم الباحثون حتى الآن بنمذجة الغاز في محاكاة لها ، مما قد يؤثر على النتائج. وجدت الأبحاث دليلاً على أن مجرة قريبة قد مرت مرة عبر درب التبانة. تشير الدراسة إلى أن هذا النوع من التفاعل الخارجي يميل إلى إنشاء تيارات من النجوم ، في حين أن العمليات الداخلية - مثل خلط الطور - تكون أكثر مسؤولية عن التلال. مع ترك العديد من النجوم للفهرسة ، قد توفر Gaia للفلكيين المزيد من الأدلة حول القوى التي تشكل جغرافيا مجرتنا المذهلة.
قالت أليس كويلين ، عالمة الفلك في جامعة روتشستر ، التي لم تشارك في دراسة.
نشر العلماء النتائج التي توصلوا إليها عبر الإنترنت في مجلة arXiv التمهيدية ، وقدموها للنشر في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية.
