انطباع فنان عن الشكل الذي قد تبدو عليه مجرة درب التبانة من الأعلى. تظهر الحلقات الملونة المدى التقريبي للمجرة الأحفورية المعروفة باسم هيراكليس. توضح النقطة الصفراء موقع الشمس. الائتمان: داني هورتا دارينجتون (جامعة ليفربول جون مورس) ، NASA / JPL-Caltech ، و SDSS
اكتشف العلماء الذين يعملون باستخدام بيانات من مرصد Apache Point التابع لمرصد Apache Point التابع لـ Sloan Digital Sky Surveys (APOGEE) “مجرة أحفورية” مخبأة في أعماق منطقتنا درب التبانة.
هذه النتيجة ، التي نُشرت اليوم في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، قد تزعج فهمنا لكيفية نمو مجرة درب التبانة إلى المجرة التي نراها اليوم.
“يتيح لنا APOGEE اختراق هذا الغبار ورؤية أعماق قلب مجرة درب التبانة أكثر من أي وقت مضى.” – ريكاردو شيافون
ربما اصطدمت المجرة الأحفورية المقترحة بدرب التبانة قبل عشرة مليارات سنة ، عندما كانت مجرتنا لا تزال في مهدها. أطلق عليها علماء الفلك اسم هيراكليس ، على اسم البطل اليوناني القديم الذي حصل على هدية الخلود عندما تم إنشاء درب التبانة.
تمثل بقايا هيراكليس حوالي ثلث الهالة الكروية لمجرة درب التبانة. ولكن إذا كانت النجوم والغازات من هيراكليس تشكل نسبة كبيرة من هالة المجرة ، فلماذا لم نراها من قبل؟ تكمن الإجابة في موقعها في عمق مجرة درب التبانة.
يقول ريكاردو شيافون من جامعة ليفربول جون مورس (LJMU) في المملكة المتحدة ، وهو عضو رئيسي في البحث: “للعثور على مجرة أحفورية مثل هذه ، كان علينا أن ننظر إلى التركيب الكيميائي المفصل وحركات عشرات الآلاف من النجوم” الفريق. هذا أمر صعب خاصة بالنسبة للنجوم الموجودة في مركز مجرة درب التبانة ، لأنها مخفية عن الأنظار بسبب سحب الغبار بين النجوم. يتيح لنا APOGEE اختراق هذا الغبار ورؤية أعماق قلب مجرة درب التبانة أكثر من أي وقت مضى. “
صورة السماء بالكامل للنجوم في مجرة درب التبانة كما تُرى من الأرض. تظهر الحلقات الملونة المدى التقريبي للنجوم التي جاءت من المجرة الأحفورية المعروفة باسم هيراكليس. الأجسام الصغيرة في أسفل يمين الصورة هي سحابة ماجلان الكبيرة والصغيرة ، وهما مجرتان صغيرتان تابعتان لدرب التبانة. الائتمان: داني هورتا دارينجتون (جامعة ليفربول جون مورس) و ESA / Gaia و SDSS
يقوم APOGEE بهذا عن طريق أخذ أطياف النجوم في ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة ، بدلاً من الضوء المرئي ، الذي يحجبه الغبار. على مدى عشر سنوات من عمرها الرصدي ، قاس APOGEE أطيافًا لأكثر من نصف مليون نجم في جميع أنحاء مجرة درب التبانة ، بما في ذلك قلبها الذي كان يحجبه الغبار سابقًا.
يوضح طالب الدراسات العليا داني هورتا من جامعة جون مورس بليفربول ، المؤلف الرئيسي للورقة التي تعلن عن النتيجة ، “إن فحص مثل هذا العدد الكبير من النجوم ضروري للعثور على نجوم غير عادية في قلب مجرة درب التبانة المكتظ بالسكان ، وهو مثل العثور على إبر في كومة قش “.
لفصل النجوم التي تنتمي إلى هيراكليس عن تلك الموجودة في مجرة درب التبانة الأصلية ، استخدم الفريق كلا من التركيبات الكيميائية وسرعات النجوم التي تم قياسها بواسطة أداة APOGEE.
قال هورتا: “من بين عشرات الآلاف من النجوم التي نظرنا إليها ، كان لبضع مئات منها تركيبات كيميائية وسرعات مختلفة بشكل لافت للنظر”. “هذه النجوم مختلفة جدًا لدرجة أنها لا يمكن أن تأتي إلا من مجرة أخرى. من خلال دراستها بالتفصيل ، يمكننا تتبع الموقع الدقيق وتاريخ هذه المجرة الأحفورية “.
https://www.youtube.com/watch؟v=7lZtDwvY9fQ
يعرض هذا الفيلم محاكاة حاسوبية لمجرة مثل درب التبانة. يتقدم الفيلم بسرعة خلال وقت المحاكاة من 13 مليار سنة مضت إلى اليوم. تنمو المجرة الرئيسية مع اندماج العديد من المجرات الصغيرة معها. تشبه هيراكليس إحدى المجرات الأصغر التي اندمجت مع مجرة درب التبانة في وقت مبكر من هذه العملية. الائتمان: فيديو صممه Ted Mackereth بناءً على محاكاة EAGLE
نظرًا لأن المجرات تُبنى من خلال اندماج المجرات الصغيرة عبر الزمن ، فغالبًا ما يتم رصد بقايا المجرات القديمة في الهالة الخارجية لمجرة درب التبانة ، وهي سحابة ضخمة ولكنها متفرقة جدًا من النجوم التي تحيط بالمجرة الرئيسية. ولكن منذ أن تراكمت مجرتنا من الداخل إلى الخارج ، فإن العثور على أولى عمليات الدمج يتطلب النظر إلى الأجزاء المركزية من هالة درب التبانة ، والتي كانت مدفونة بعمق داخل القرص والانتفاخ.
تمثل النجوم التي تنتمي في الأصل إلى هيراكليس ما يقرب من ثلث كتلة هالة درب التبانة بأكملها اليوم – مما يعني أن هذا الاصطدام القديم المكتشف حديثًا يجب أن يكون حدثًا رئيسيًا في تاريخ مجرتنا. يشير هذا إلى أن مجرتنا قد تكون غير عادية ، لأن معظم المجرات الحلزونية الضخمة المماثلة كانت تعيش في وقت مبكر أكثر هدوءًا.
يقول سكيافون: “باعتبارها موطننا الكوني ، فإن مجرة درب التبانة مميزة بالفعل بالنسبة لنا ، لكن هذه المجرة القديمة المدفونة بداخلها تجعلها أكثر خصوصية”.
كارين ماسترز ، المتحدثة باسم تعليقات SDSS-IV ، “APOGEE هي واحدة من الاستطلاعات الرئيسية للمرحلة الرابعة من SDSS ، وهذه النتيجة هي مثال على العلم المذهل الذي يمكن لأي شخص القيام به ، الآن بعد أن أكملنا تقريبًا عشرة – مهمة العام “.
ولن ينتهي عصر الاكتشاف الجديد هذا بانتهاء أرصاد APOGEE. بدأت المرحلة الخامسة من SDSS بالفعل في أخذ البيانات ، وسيبني “مخطط درب التبانة” على نجاح APOGEE في قياس الأطياف لعشرة أضعاف عدد النجوم في جميع أجزاء مجرة درب التبانة ، باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريب ، المرئي الضوء ، وأحيانًا كلاهما.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”