علماء الفلك: جزء من مجرة درب التبانة أقدم بحوالي ملياري سنة مما اعتقد سابقا!

وأظهر علماء الفلك أن "القرص السميك" لمجرة درب التبانة بدأ في التكوين منذ 13 مليار سنة - أي قبل ملياري سنة مما كان متوقعا.

ويمكن تقسيم القرص الحلزوني لمجرتنا إلى قسمين: القرص الداخلي الرقيق للنجوم الشابة التي تنتمي إليها شمسنا، والقرص السميك الذي يتضمن نجوما أقدم إلى حد ما والتي تمتد بعيدا عن مستوى الحلزون المجري.

وجاءت النتيجة المفاجئة من التحليل الذي أجراه ماوشنغ شيان وهانز والتر ريكس، من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك، هايدلبرغ بألمانيا.

وباستخدام بيانات من مرصد غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، تمكّن الباحثون من بناء جدول زمني لتشكيل مجرة ​​درب التبانة من خلال تحديد النجوم الفرعية العملاقة في مناطق مختلفة.

وأخذوا بيانات السطوع والموقع من مسح ما يقرب من ربع مليون نجم ودمجوها مع تركيباتهم الكيميائية للتوصل إلى أعمار للأجسام النجمية.

وفي النجوم الفرعية العملاقة، توقفت الطاقة عن التولد في لب النجم وانتقلت إلى غلاف حول اللب، حيث يتحول النجم نفسه إلى عملاق أحمر.

وقال علماء الفلك، لأن المرحلة الفرعية العملاقة هي مرحلة تطورية قصيرة نسبيا في حياة النجم، فإنها تسمح بتحديد عمره بدقة كبيرة.

ومع ذلك، فهي لا تزال عملية حسابية صعبة لأنه لا يمكن قياسها بشكل مباشر.

إقرأ المزيد

كشف النقاب عن النظرية الكامنة وراء الفقاعات الغامضة والضخمة في مجرة درب التبانة

وبدلا من ذلك، يجب الاستدلال عليه من خلال مقارنة خصائص النجم بنماذج الكمبيوتر للتطور النجمي، وما يتكون منه النجم يساعد في ذلك.

ووُلد الكون باستخدام الهيدروجين والهيليوم بشكل حصري تقريبا، في حين أن العناصر الكيميائية الأخرى، المعروفة مجتمعة بالمعادن لعلماء الفلك، تتكون داخل النجوم.

ويتم تفجيرها مرة أخرى في الفضاء في نهاية حياة النجم، حيث يمكن دمجها في الجيل التالي من النجوم.

وهذا يعني أن النجوم الأكبر سنا بها معادن أقل ويقال إنها ذات معادن أقل.

ويسمح السطوع والمعدنية معا لعلماء الفلك باستخراج عمر النجم من نماذج الكمبيوتر.

وقبل غايا، كان علماء الفلك يعملون في كثير من الأحيان مع عدم اليقين بنسبة 20-40%، ما قد يؤدي إلى عدم دقة الأعمار المحددة بمليار سنة أو أكثر.

ولكن الإصدار 3 من بيانات غايا المبكرة (EDR3) غيّر هذا.

وتتكون مجرتنا من مكونات مختلفة يمكن تقسيمها إلى هالة وقرص. والهالة هي المنطقة الكروية المحيطة بالقرص، ويُعتقد تقليديا أنها أقدم عنصر في المجرة. والقرص مكون من جزأين: قرص رفيع وقرص سميك.

ويحتوي القرص الرفيع على معظم النجوم التي نراها كحزمة ضبابية من الضوء في سماء الليل والتي نطلق عليها درب التبانة، بينما يحتوي القرص السميك على نسبة قليلة فقط من نجوم درب التبانة في المنطقة الشمسية.

ومن خلال تحديد النجوم الفرعية العملاقة في هذه المناطق المختلفة، تمكن الباحثون من بناء جدول زمني لتشكيل مجرة ​​درب التبانة - وذلك عندما حصلوا على مفاجأة.

وكشفت العصور النجمية بوضوح أن تكوين مجرة ​​درب التبانة ينقسم إلى مرحلتين متميزتين.

وفي المرحلة الأولى، بعد 0.8 مليار سنة فقط من الانفجار العظيم، بدأ القرص السميك في تكوين النجوم.

وقد تكون الأجزاء الداخلية من الهالة بدأت أيضا في التجمع في هذه المرحلة، ولكن تسارعت العملية بسرعة حتى تكتمل بعد حوالي ملياري سنة عندما اندمجت مجرة ​​قزمة تعرف باسم Gaia-Sausage-Enceladus مع درب التبانة.

وملأت الهالة بالنجوم، وكما يتضح من العمل الجديد، حفزت القرص السميك الناشئ لتشكيل غالبية نجومه.

وقال الباحثون إن القرص الرفيع للنجوم الذي يحمل الشمس قد تشكل خلال المرحلة الثانية اللاحقة من تكوين المجرة.

ويشير هذا التكوين المبكر للقرص السميك إلى صورة مختلفة للتاريخ المبكر لمجرتنا.

ومنذ اكتشاف الاندماج القديم مع Gaia-Sausage-Enceladus، في عام 2018، اشتبه علماء الفلك في أن مجرة ​​درب التبانة كانت موجودة بالفعل قبل تشكل الهالة، لكن لم يكن لدينا صورة واضحة لما تبدو عليه مجرة ​​درب التبانة.

ونُشرت الدراسة في مجلة Nature.

المصدر: ساينس ألرت