تشير المحاكاة إلى أن مجرة درب التبانة ربما قلبت قرصها ذات مرة

إجابة محتملة عن لغز طويل الأمد في درب التبانة

قد تكون مجرة درب التبانة قد شهدت في ماضيها البعيد إعادة توجيه درامية، إذ انقلب قرصها بأكثر من 90 درجة بعد تصادم كبير. هذا هو الادعاء المحوري في عمل جديد قدّمه فلكيون من جامعة دورهام، استخدموا فيه محاكاة فائقة الحوسبة للتحقيق في سبب دوران الهالة النجمية المحيطة بمجرتنا ببطء شديد.

وتبدو الفكرة لافتة لأن درب التبانة تُتخيل غالبا كنظام حلزوني مستقر بقي هيكله العام ثابتا عبر الزمن الكوني. لكن البحث الجديد يجادل بأن تاريخ المجرة ربما كان أكثر ديناميكية بكثير. وإذا ثبتت النتائج، فستربط سمة محيرة شوهدت في الرصد الحديث بحادثة عنيفة خلال المراحل الأولى لتشكل درب التبانة، عندما ساعدت الاندماجات مع مجرات أصغر على بناء النظام الذي نراه اليوم.

وقد عُرضت الدراسة في الاجتماع الوطني لعلم الفلك التابع للجمعية الفلكية الملكية في برمنغهام. وبدلا من الاعتماد على تاريخ واحد معاد بناؤه لمجرتنا، فحص الفريق مجموعة أكبر من الأنظمة المحاكاة الشبيهة بدرب التبانة لتحديد أنماط يمكن أن تفسر سلوك الهالة في مجرتنا.

القرينة تقع خارج القرص الحلزوني

تتركز معظم نجوم درب التبانة في القرص الحلزوني المسطح المألوف، حيث تقع الشمس أيضا. لكن المجرة محاطة بهالة نجمية أكبر بكثير وأكثر تشتتا. وهذه الهالة تضم في الغالب نجوما لم تتشكل أصلا في الجسم الرئيسي لدرب التبانة. بل إن كثيرا منها وُلد في مجرات أصغر ثم جرى سحبها إلى النظام عبر الاندماجات.

وهذا يجعل الهالة أشبه بسجل أحفوري لتجمع المجرة. وعلى خلاف القرص اللامع، الذي تهيمن عليه بنية وحركة مستمرتان تشكلهما البنية الجاذبية الحالية للمجرة، تحتفظ الهالة بأدلة على اضطرابات أقدم. وقد أظهرت ملاحظات حديثة من مهمة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية أن الهالة النجمية في درب التبانة تدور ببطء شديد. وكان الفلكيون يعرفون ذلك، لكن السبب ظل غير واضح.

وسعى فريق دورهام لاختبار ما إذا كان هذا الدوران البطيء علامة على نوع محدد من الأحداث الماضية. وقاموا بتحليل تاريخ 25 مجرة شبيهة بدرب التبانة ضمن مجموعة محاكاة Auriga الكونية، متتبعين كيف تطورت هذه الأنظمة على مدى مليارات السنين.

ينتج نمط في المحاكاة

وفقا للباحثين، فإن المجرات ذات الهالات النجمية الأبطأ دورانا كانت تميل إلى مشاركة سمتين. أولا، كانت قد خضعت لاندماج مباشر كبير مع مجرة أخرى. وثانيا، مرت بما يسميه الباحثون انقلاب القرص، أي أن اتجاه قرص المجرة تغير بأكثر من 90 درجة مع مرور الوقت.

وهذا الاقتران مهم. فالاندماج الكبير يمكنه إعادة توزيع النجوم وتغيير العزم الزاوي واضطراب البنية القائمة مسبقا. لكن العمل يشير إلى أن أكثر الأنظمة دلالة هي تلك التي لم يكن فيها الاصطدام كبيرا فحسب، بل تحويليا بما يكفي لتغيير اتجاه القرص. في مثل هذا السيناريو، ستنتهي النجوم التي جرى التقاطها في الهالة من التفاعلات والسقوطات السابقة بحركة لم تعد تصطف بوضوح مع القرص النهائي. وقد تكون النتيجة هالة ذات دوران عام أضعف بكثير.

لذلك يقدم البحث تفسيرا محتملا لهالة درب التبانة الحالية: ربما تعرضت المجرة لحدث مباشر وحاسم خلال تشكلها المبكر، ثم استقرت في اتجاه جديد بينما احتفظت بهالة تحمل بصمة الاضطراب.

ربط النظرية بـ Gaia-Enceladus

تضع المادة المصدر هذه الفكرة في سياق أوسع هو اندماج Gaia-Enceladus، وهو حدث كبير يُعتقد بالفعل أنه وقع قبل نحو 10 مليارات سنة خلال المراحل المبكرة لتشكل درب التبانة. وقد أصبح هذا الاندماج أحد أشهر الفصول في قصة نمو درب التبانة، لأن بيانات Gaia كشفت عن تجمع كبير من النجوم تشير حركاتها إلى مجرة قديمة جرى ابتلاعها.

ولا يكتفي التفسير الجديد بتكرار أن درب التبانة اندمجت مع مجرة أخرى. بل يطرح احتمال أن مثل هذا الاندماج لم يضف نجوم الهالة فحسب أو يزيد سماكة بنية المجرة، بل ربما غيّر اتجاه القرص بأكمله. وهذا ادعاء أكثر درامية بكثير، وسيعيد تشكيل الطريقة التي يتخيل بها الجمهور تطور درب التبانة.

وإذا كان صحيحا، فستظهر الدراسة أن المجرة يمكن أن تحتفظ بأدلة على إعادة ترتيب داخلية شديدة لآلاف الملايين من السنين، ليس في ندبة مرئية واحدة واضحة، بل في الحركة الجماعية الدقيقة لنجوم بعيدة عن القرص المركزي المضيء.

لماذا يهم هذا أبعد من مجرتنا

الدراسة لا تتعلق بدرب التبانة وحدها. فهي تشير أيضا إلى طريقة أوسع لقراءة تاريخ المجرات. إذا كانت الهالات النجمية بطيئة الدوران مؤشرات موثوقة على الاندماجات المباشرة السابقة وانقلاب الأقراص، فقد يتمكن الفلكيون من استخدام حركة الهالة كأداة تشخيصية لمجرات حلزونية أخرى. وبدلا من النظر إلى الهالات كحواف منتشرة فقط، يمكن أن تصبح واحدة من أكثر المكونات إفصاحا في إعادة بناء كيفية تجميع المجرات ومدى إعادة تشكيلها خلال ذلك.

وسيكون هذا مفيدا بشكل خاص لأن الأدلة المباشرة على الاندماجات القديمة قد تتلاشى أو تصبح صعبة التفسير على المقاييس الزمنية الكونية. قد يبدو القرص منظما في الحاضر بينما يحمل في سكانه النجميين الخارجيين تاريخا عنيفا. ويجادل العمل الجديد بأن هذه السكان يحتفظون بإشارات قابلة للقياس عن الاضطراب.

وهناك أيضا مكسب مفاهيمي. فالأوصاف الشائعة للمجرات غالبا ما تبرز البنية الأنيقة طويلة الأمد: أذرع حلزونية جميلة، ودورانات مستقرة، وأنماط مدارية متوقعة. لكن تكوّن المجرات، في الواقع، عملية تراكم واضطراب وتفاوض جاذبي متكرر. وقد تبدو درب التبانة هادئة من موقعنا داخلها، لكن شكلها الحالي قد يكون نتيجة إعادة توجيه كونية عميقة.

نتيجة مبكرة ذات دلالة مثيرة

النتائج ما تزال في مرحلة عرض المؤتمر في المادة المصدر، لذا ينبغي قراءتها بوصفها نتيجة علمية قيد التطور لا بوصفها الكلمة الأخيرة. ومع ذلك، يبقى التفسير المقترح جديرا بالاهتمام لأنه يربط مباشرة لغزا معاصرا ملحوظا بمسار تطوري قابل للاختبار يظهر في المحاكاة عالية الدقة.

وهذا يجعل الدراسة أكثر من مجرد سرد افتراضي. إنها فرضية تستند إلى مقارنة عبر عدة مجرات محاكاة تشبه درب التبانة من حيث المعالم العامة. وسيحدد العمل المستقبلي مدى ثبات هذا النمط ومدى توافقه مع كامل القيود الرصدية من Gaia وغيرها من المسوح.

وفي الوقت الراهن، تقدم الدراسة احتمالاً لافتا: لم تنمُ درب التبانة بمجرد ابتلاع مجرات أصغر فحسب. بل ربما تلقت مرة واحدة ضربة قوية إلى درجة أن اتجاه قرصها انقلب، تاركا هالة نجمية ما تزال دورتها البطيئة تسجل اليوم آثار ذلك الحدث.

هذه المقالة مبنية على تقرير من Phys.org. اقرأ المقال الأصلي.