اصطدام المجرات يشرح ألغاز السحابة الصغيرة ماجيلان

مجرة لا تتصرف بشكل طبيعي

السحابة الصغيرة ماجيلان حيّرت الفلكيين لعقود من الزمن. تُرى هذه المجرة القزمية غير المنتظمة بالعين المجردة من نصف الكرة الجنوبي كبقعة خافتة بالقرب من درب التبانة، وتتصرف بغرابة. معظم المجرات - من الحلزونيات العملاقة إلى الأقزام الصغيرة - لها نجوم تدور حول مركزها الجالاكسي بأنماط يمكن التنبؤ بها نسبياً. السحابة الصغيرة ماجيلان لا تفعل ذلك. تتحرك نجومها في مسارات فوضوية وعشوائية يبدو أنها تحدت التفسير لأجيال من الباحثين.

مما يزيد الغموض، السحابة الصغيرة ماجيلان لها شكل غير منتظم ومشوّه بدلاً من البنية المتماثلة التي تتنبأ بها معظم نماذج الجاذبية للمجرات القزمية المعزولة. كما أن لديها ذيل مديّ طويل من الغاز يمتد عبر الفضاء، وتظهر دليلاً واضحاً على الاضطراب في مستويات متعددة. حدث شيء ما لهذه المجرة - لكن طبيعة وسبب هذا الحدث ظل غامضاً.

الآن، قام فريق من الفلكيين يقوده الطالب هيمانش راثور من جامعة أريزونا بتتبع التفسير: السحابة الصغيرة ماجيلان اصطدمت مباشرة بجارتها، السحابة الكبيرة ماجيلان، في الماضي البعيد.

إعادة بناء الاصطدام

استخدم البحث بيانات من مرصد Gaia الفضائي، الذي كان يقيس مواضع وحركات النجوم عبر حيّنا الجالاكسي بدقة لم يسبق لها مثيل. من خلال دمج قياسات الحركة الصحيحة من Gaia - التحولات الظاهرة الصغيرة للنجوم عبر السماء أثناء تحركها عبر الفضاء - مع بيانات السرعة الشعاعية، تمكن الفريق من إعادة بناء السرعات النجمية ثلاثية الأبعاد عبر السحابة الصغيرة ماجيلان.

ما وجدوه لم يكن الدوران المنظم المتوقع من مجرة مستقرة ديناميكياً. بدلاً من ذلك، أظهرت الحركات النجمية في السحابة الصغيرة ماجيلان توقيعات من سكان تعرضوا لاضطراب عنيف وتم إرسالهم على مسارات مختلفة تماماً. كان النمط متسقاً مع مرور مباشر عبر قرص النجوم والغاز الكثيف للسحابة الكبيرة ماجيلان.

عندما تصطدم مجرتان، يمكن للتفاعلات الجاذبية بين نجومهما وسحب الغاز الخاصة بهما أن تعطّل تماماً البنية المدارية التي كانت موجودة قبل الالتقاء. يمكن للنجوم التي كانت تدور بتنبؤ أن تُرمى إلى مسارات جديدة، يتم التقاطها بواسطة جاذبية المجرة الأخرى، أو تُطرد تماماً. كلما كان الاصطدام أقرب وأكثر مباشرة، كلما كان الاضطراب أشمل. تشير حركيات النجوم في السحابة الصغيرة ماجيلان إلى أنها تعرضت لاصطدام مباشر للغاية بدلاً من التقاء عابر.

التاريخ العنيف لنظام ماجيلان

السحابة الكبيرة والصغيرة ماجيلان هي مجرات فضائية للطريق اللبني، مرتبطة جاذبياً بمجرتنا وببعضها البعض. كان يُعتقد طويلاً أنهما رفيقتان تدوران حول درب التبانة لمليارات السنين في تكوين نسبي مستقر. قد عدّل العمل الأحدث هذه الصورة: السحابتان ماجيلان من المحتمل أن تكونا وصول حديثة إلى مجال تأثير جاذبية درب التبانة، وقد سقطتا من أبعد في المجموعة المحلية.

يغيّر هذا الفهم المعدّل كيف يفسّر الفلكيون المظهر والديناميكيات الحالية للسحابتين. يبدو أن اصطدام السحابة الصغيرة والكبيرة ماجيلان الذي أعاد بناءه فريق راثور قد حدث بينما كانت كلا المجرتين بالفعل على مسار السقوط نحو درب التبانة، مما يعني أن السحابة الصغيرة تعرضت للضربة من الكبيرة بينما كانتا كلاهما في حالة ديناميكية مضطربة بالفعل.

تيار ماجيلان

أحد أكثر مظاهر هذا التاريخ العنيف وضوحاً هو تيار ماجيلان - شريط شاسع من الهيدروجين المحايد يمتد عبر ما يقرب من نصف السماء، يتبع السحابتين ماجيلان. عُرف التيار منذ السبعينيات لكن أصله قد تعرض للنزاع. تعزو بعض النماذج بشكل أساسي إلى التجرد المديّ من قبل درب التبانة؛ البعض الآخر يستحضر تجريد ضغط الكبش بينما تتحرك السحابتان عبر هالة درب التبانة الغازية الساخنة.

يضيف سيناريو الاصطدام آلية أخرى: الاصطدام المباشر بين السحابة الصغيرة والكبيرة ماجيلان كان قادراً على إخراج كميات هائلة من الغاز من السحابة الصغيرة، مساهماً في كتلة التيار. هذا متسق مع الملاحظات التي تظهر أن التيار يحتوي على غاز بوفرة كيميائية تطابق السحابة الصغيرة ماجيلان وليس الكبيرة، مما يشير إلى السحابة الصغيرة كمصدر الغاز الأساسي.

الآثار المترتبة على علوم المجرات القزمية

بعيداً عن حل ألغاز السحابة الصغيرة ماجيلان المحددة، يحمل هذا البحث آثاراً على كيفية فهم الفلكيين لتطور المجرات القزمية على نطاق واسع. درب التبانة لديها عدة عشرات من المجرات الفضائية المعروفة، والكثير منها يظهر عدم انتظام - أشكال مشوهة، حركيات نجمية غير متوقعة، دليل على الاضطراب المديّ - قد أُعزيت بمختلف أنواعها إلى مدود درب التبانة، ردود الفعل من تشكيل النجوم الداخلية، وخصائص المادة المظلمة.

تظهر نتيجة السحابة الصغيرة ماجيلان أن الاصطدامات المباشرة بين المجرات الفضائية هي محرك غير مقدّر بقيمته لاضطراب الشكل المورفولوجي. إذا كانت السحابة الصغيرة ماجيلان، إحدى المجرات القزمية التي تمت دراستها بشكل مكثف في السماء، تحمل توقيع اصطدام استغرق عقوداً لتفسيره بشكل صحيح، فقد تحمل المجرات الفضائية الأخرى تواريخ اصطدام غير معترف بها مماثلة تشكل مظهرها الحالي.

تستند هذه المقالة إلى تقارير Universe Today. اقرأ المقالة الأصلية.