نظرة عامة على بعض أهم الاكتشافات التي تمت على أساس خريطة المجرة الجديدة التي حصل عليها مرصد جايا
الخريطة السماوية لدرب التبانة وأقمارها الصناعية ، التي رسمها Gaia على أساس قياسات ما يقرب من 1.7 مليار نجمفي 25 أبريل ، أصبحت تيريزا أنتويا من جامعة برشلونة واحدة من آلاف علماء الفلك الذين قاموا بتنزيل خريطة كاملة لدرب التبانة التي أنشأتها سفينة الفضاء
جايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية وبدأت في دراستها. في أقل من يوم ،
أبلغوا هم وزملاؤهم عن اكتشاف الهياكل الفرعية غير المرئية سابقًا في جميع أنحاء المجرة: "أشكال في شكل أقواس وقذائف من القواقع وسلاسل الجبال" ، كتبوا ، كل منها يعطي تلميحات عن الماضي الغامض لدرب التبانة.
عمل Antoya هو واحد من مجرى كامل من العمل الذي بدأ بعد إخراج البيانات الثاني الذي طال انتظاره من القمر الصناعي Gaia ، الذي تم إطلاقه في عام 2013 ، ومنذ ذلك الحين حدد الموقع والسطوع والألوان لـ 1.7 مليار نجم من درب التبانة ، بالإضافة إلى سرعة 1.3 مليار من هذه النجوم. (في سبتمبر 2016 ، أصدر فريق الأقمار الصناعية أول خريطة تم فيها تمييز موقع وسطوع 1.1 مليار نجم فقط). يرحب علماء الفلك الذين كان لديهم في السابق كتالوج يحتوي على 2.5 مليون من ألمع النجوم في المجرة بعصر جديد من علم الفلك الدقيق. وإليك أهم الاكتشافات التي تتم على أساس البيانات الجديدة.
تيارات النجوم
قام الفريق الفرنسي بتطبيق خوارزمية STREAMFINDER المعدة مسبقًا [البحث عن التدفقات] على بيانات Gaia ، واكتشف على الفور شبكة غنية من "التدفقات النجمية" تتحرك معًا نحو الداخل وحول نجوم درب التبانة. قال شياتي مالخان من جامعة ستراسبورغ ، المؤلف الرئيسي
للعمل الذي يصف هذه الاكتشافات في مجال "علم الآثار المجري": "الفكرة هي تتبع حركة هذه التدفقات في الوقت المناسب ، ودراسة ماضي المجرة وتاريخ تكوينها".
يمكن أن تؤدي وفرة التدفقات النجمية - والتي تعتبر من عواقب المجرات الصغيرة - الأقمار الصناعية والمجموعات النجمية - إلى حل "مشكلة الأقمار الصناعية المفقودة" ، السؤال عن سبب وجود حوالي 50 مجرة ساتلية فقط حول درب التبانة ، على الرغم من حقيقة أنه في الكمبيوتر هناك المئات من عمليات محاكاة تكوين المجرات. لغز آخر هو لماذا الأقمار الصناعية لدرب التبانة على نفس المستوى ، على الرغم من أن المحاكاة تشير إلى أنه كان يجب أن تكون قد تشكلت على جميع الجوانب. ويأمل مالخان وزملاؤه في توضيح أو حل هذه المشكلة بالطائرة من خلال "التحليل الإحصائي لبنية وديناميكيات مجموعة كبيرة من التدفقات".
تيارات نجمي في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي ؛ يشير اللون إلى معدل تدفقها.استخدمت مجموعة أخرى بيانات Gaia
للدراسة بالتفصيل لأطول تيارات المجرة. على ما يبدو ، كان لأجزاء من المادة المظلمة غير المرئية تأثير مزعج على حركة بعض النجوم ، مما يشير إلى أنه يمكن استخدام هذه التدفقات لإنشاء خريطة لبنى المادة المظلمة في جميع أنحاء المجرة.
الأقزام السريعة
على مدى عقود ، جادل علماء الفيزياء الفلكية حول أصل
المستعرات الأعظمية من
النوع Ia - انفجارات النجوم التي تعمل بمثابة "الشموع القياسية" لتقدير المسافات الكونية. باستخدام بيانات من Gaia والملاحظات اللاحقة من التلسكوب ،
وجد كين شين من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وزملاؤه
أدلة مقنعة لنظرية "التفجير المزدوج المنحط مزدوج الحركة ديناميكيًا ، D6".
يبدأ السيناريو D6 بقزامين أبيضين - نوى كثيفة للنجوم الميتة بحجم كوكب - في مدارات متبادلة قريبة. وفقًا للنظرية ، يجب أن يبدأ قزمًا أكبر في تمزيق المادة من كتلة أقل كتلة ، وبسرعة وبعنف ينفجر هذا الجزء من الهيليوم في المادة العابرة. يؤدي هذا الانفجار إلى انفجار الكربون والأكسجين في قزم أكثر ضخامة ، ونتيجة لذلك ينفجر ، مما يخلق مستعر أعظم Ia. القزم الأبيض الثاني ، حيث لا شيء يحمله بالفعل ، ينهار ويطير إلى الفضاء بسرعة كبيرة.
من بين البيانات ، وجد Gaia Shen وزملاؤه ثلاثة "أقزام بيضاء فائقة السرعة" تسرع عبر المجرة بسرعات تزيد عن 1000 كم / ثانية ، وهو ما يكفي للهروب من جاذبيتها. يزعمون أن اكتشافهم يوفر "تأكيدًا أوليًا" للسيناريو D6. في رسالة ، قال شين إن فهم تاريخ المستعرات الأعظمية من النوع Ia سيقلل من عدم اليقين في قياسات المسافة الكونية والإثراء الكيميائي للمجرات بانفجارات المستعرات الأعظمية.
مجرة صغيرة ، ثقب أسود كبير
تتبع علماء الفلك البريطانيون
أصل نجم آخر فائق السرعة ، والذي اتضح ، كما اتضح ، من مركز
Big Magellanic Cloud ، أكبر قمر صناعي لدرب التبانة. وهذا يمكن أن يعني شيئًا واحدًا فقط: أن النجم حصل على تسارع بسبب تأثير المقلاع ، مروراً بثقب أسود ضخم في مركز سحابة Big Magellanic. في مراكز المجرات كاملة الحجم ، تكمن الثقوب السوداء الضخمة دائمًا تقريبًا ، والتي يبقى أصلها لغزًا. يوضح وجودها في بعض المجرات الصغيرة اللغز.
تدور النجوم في اتجاه عقارب الساعة حول مركز سحابة Big Magellanic ، أكبر قمر صناعي لدرب التبانةمشكلة هابل
في عام 1998 ، اقترح آدم ريس والفلكيون الآخرون بناءً على مسافات لنوع المستعرات الأعظمية من النوع Ia أن الكون يتوسع مع التسارع تحت تأثير "الطاقة المظلمة". من المثير للاهتمام ، فيما يتعلق بمعدل التمدد الدقيق (المعروف باسم "
ثابت هابل ") ، تختلف التقديرات المستندة إلى المستعرات الأعظمية بنسبة 8 ٪ عن التقديرات المستندة إلى الضوء القادم من الكون المبكر ، حتى إذا أخذنا في الاعتبار التسارع الناتج عن الطاقة المظلمة من تلك منذ ذلك الحين هذا هو واحد من أعظم أسرار علم الكونيات.
الآن ، استخدم ريس وزملاؤه بيانات Gaia لقياس المسافات إلى
الأصفار بشكل أكثر دقة ، مما يتيح لهم معايرة المسافات لكتابة المستعرات الأعظمية Ia. هذا
سمح لهم بإجراء قياسات أكثر دقة لثابت هابل باستخدام المستعرات الأعظمية ، مما زاد فقط من التناقض بين هذه التقديرات والملاحظات للكون المبكر.
ثورة المجرة
بينما يدرس العديد من الباحثين
المجموعات النجمية المتنوعة وديناميكيات المجرة ، استخدمت لورا واتكينز من معهد أبحاث الفضاء باستخدام التلسكوب الفضائي وزملاؤها حركة مجموعات النجوم التي تتحرك في مدارات في درب التبانة
لتقدير كتلة المجرة . يقولون أنه ، بالنظر إلى المادة المظلمة ، يبلغ حجمها حوالي 1.5 تريليون كتلة شمسية. قام جوشوا سيمون من معهد كارنيجي للعلوم
بتحليل عدد من مجرات الأقمار الصناعية البعيدة ووجد أن جميعهم الآن في أقرب مسافة في مداراتهم حول درب التبانة. تبدو هذه المصادفة "غريبة" ، كما كتب سيمون في الرسالة. "لا أعتقد أنه كان لدينا الوقت الكافي لمعرفة جميع عواقب هذه النتيجة." وأضاف سايمون: "نعلم أن البيانات من Gaia ستحدث ثورة". وسيحصد علماء الفلك فوائدهم في السنوات القليلة المقبلة.