تكوين وموت المجرات.. دراسة جديدة تقلب الموازين

توصل فريق من علماء الفيزياء الفلكية بجامعة كوبنهاجن إلى نتيجة رئيسية تتعلق بتجمعات النجوم خارج مجرة درب التبانة.

ويمكن أن تغير النتيجة فهمنا لمجموعة واسعة من الظواهر الفلكية، بما في ذلك تشكيل الثقوب السوداء، والمستعرات الأعظمية وأسباب وكيفية موت المجرات.

• حفلة كونية.. مجرة "السيجار" في ضيافة "نهر النجوم"

ولطالما درس البشر السماء، وكان شكل النجوم في المجرات البعيدة لغزًا. وفي دراسة نُشرت الخميس في دورية "ذا أستروفيزيكال جورنال"، يتحدى فريق من الباحثين في معهد "نيلز بور"، التابع لجامعة كوبنهاجن الفهم السابق للنجوم خارج مجرتنا.

ومنذ عام 1955، تم افتراض أن تكوين النجوم في المجرات البعيدة مشابه لتكوين مئات المليارات من النجوم داخل مجرتنا، وهو مزيج من النجوم الضخمة والمتوسطة الكتلة والنجوم ذات الكتلة المنخفضة.

ولكن بمساعدة الملاحظات من 140 ألف مجرة عبر الكون ومجموعة واسعة من النماذج المتقدمة، اختبر الفريق ما إذا كان توزيع نجوم مجرة درب التبانة ينطبق على مجرات أخرى، وكان الجواب لا.

وعادة ما تكون النجوم في المجرات البعيدة أكثر ضخامة من تلك الموجودة في "جوارنا المحلي"، وهذا الاكتشاف له تأثير كبير على ما نعتقد أننا نعرفه عن الكون.

ويقول ألبرت سنيبين، طالب دراسات عليا في معهد نيلز بور والمؤلف الأول للدراسة "كتلة النجوم تعطي علماء الفلك كثيرًا من المعلومات، فإذا غيرت الكتلة، فإنك أيضًا تغير عدد المستعرات الأعظمية والثقوب السوداء التي تنشأ من النجوم الضخمة.

وتابع: "على هذا النحو، فإن نتيجتنا تعني أنه يتعين علينا مراجعة العديد من الأشياء التي افترضناها ذات مرة، لأن المجرات البعيدة تبدو مختلفة تمامًا عن مجراتنا".

وافترض الباحثون أن حجم ووزن النجوم في المجرات الأخرى كان مشابها لمجرتنا؛ لسبب بسيط هو أنهم لم يتمكنوا من ملاحظتها من خلال التلسكوب، كما يفعلون مع نجوم مجرتنا.

وتبعد المجرات البعيدة مليارات السنين الضوئية، ونتيجة لذلك، لا يصل إلى الأرض إلا الضوء القادم من أقوى نجومها، وكان هذا مصدر إزعاج للباحثين في جميع أنحاء العالم لسنوات، حيث لم يتمكنوا من توضيح كيفية توزيع النجوم في المجرات الأخرى بدقة، وعدم اليقين هذا هو الذي أجبرهم على الاعتقاد بأنها موزعة مثل النجوم في مجرتنا درب التبانة.

ويقول البروفيسور تشارلز شتاينهاردت، وهو مؤلف مشارك في الدراسة "لقد تمكنا فقط من رؤية قمة الجبل الجليدي وعرفنا لفترة طويلة أن توقع أن تكون المجرات الأخرى مثل مجراتنا لم يكن افتراضًا جيدًا بشكل خاص، ومع ذلك، لم يتمكن أحد من إثبات ذلك، وتشكل المجرات مجموعات مختلفة من النجوم. وقد سمحت لنا هذه الدراسة بفعل ذلك بالضبط، مما قد يفتح الباب لفهم أعمق لتكوين المجرات وتطورها".

في هذه الدراسة، قام الباحثون بتحليل الضوء من 140000 مجرة باستخدام كتالوج COSMOS، وهو قاعدة بيانات دولية كبيرة لأكثر من مليون ملاحظة للضوء من مجرات أخرى. وتتوزع هذه المجرات من أقرب نقطة إلى أبعد نقطة من الكون، والتي سافر الضوء منها لمدة اثني عشر مليار سنة كاملة قبل أن يتم ملاحظته على الأرض.

ووفقًا للباحثين، سيكون للاكتشاف الجديد مجموعة واسعة من الآثار، فعلى سبيل المثال، يبقى سبب موت المجرات وتوقفها عن تشكيل نجوم جديدة دون حل، حيث تشير النتيجة الجديدة إلى أن هذا قد يفسر من خلال اتجاه بسيط.

ويقول سنيبين "الآن بعد أن أصبحنا قادرين بشكل أفضل على فك شفرة كتلة النجوم، يمكننا أن نرى نمطًا جديدًا؛ تستمر المجرات الأقل كتلة في تكوين النجوم، بينما تتوقف المجرات الأكثر ضخامة عن ولادة نجوم جديدة، وهذا يشير إلى اتجاه عالمي ملحوظ في موت المجرات".