ربما سمعت عن المطعم في نهاية الكون ، ولكن هل سمعت عن البار الموجود في منتصف درب التبانة؟
منذ ما يقرب من 80 عامًا ، قرر الفلكيون أن منزلنا ، مجرة درب التبانة ، هي مجرة حلزونية كبيرة. على الرغم من الوقوع في الداخل وعدم القدرة على رؤية شكل الهيكل بأكمله - كما يمكننا مع Galaxy Pinwheel ، أو أقرب جار لنا ، Andromeda Galaxy - اشتبه الباحثون في أن مجرتنا هي في الواقع مجرة حلزونية "مسدودة". تتميز المجرات اللولبية المحظورة بهيكل نجمي ممدود ، أو شريط ، في المنتصف مخفي في حالتنا بالغبار والغاز. هناك العديد من المجرات في الكون التي تحتوي على لوالب مجردة ، ومع ذلك ، هناك العديد من المجرات التي لا تحتوي على شريط مركزي.
كيف تتشكل هذه القضبان المركزية ، ولماذا تتواجد فقط في بعض المجرات اللولبية وليس كلها؟
قام فريق بحثي بقيادة الدكتور R. Michael Rich (UCLA) ، يطلق عليه اسم BRAVA (فحص انتفاخ السرعة الشعاعية) ، بقياس سرعة العديد من النجوم الحمراء القديمة بالقرب من مركز مجرتنا. من خلال دراسة أطياف (الضوء المركب) للنجوم العملاقة من الفئة M ، تمكن الفريق من حساب سرعة كل نجم على طول خط نظرنا. خلال فترة زمنية مدتها أربع سنوات ، تم الحصول على أطياف لما يقرب من 10000 نجمة باستخدام تلسكوب CTIO Blanco الذي يبلغ طوله 4 أمتار في صحراء أتاكاما في تشيلي.
من خلال تحليل سرعات النجوم في دراستهم ، تمكن الفريق من التأكد من أن الانتفاخ المركزي لدرب التبانة يحتوي على شريط ضخم ، مع نهاية واحدة تقريبًا في نظامنا الشمسي. أحد الاكتشافات الأخرى التي توصل إليها الفريق هو أنه بينما تدور مجرتنا مثل العجلة ، وجدت دراسة BRAVA أن دوران الشريط المركزي يشبه إلى حد كبير لفة المناشف الورقية في الموزع. تقدم اكتشافات الفريق أدلة مهمة للمساعدة في تفسير تشكيل المنطقة المركزية لدرب التبانة.
تمت مقارنة مجموعة بيانات الأطياف بمحاكاة حاسوبية أنشأها دكتور Juntai Shen (مرصد شنغهاي) لتوضيح كيف تشكل الشريط من قرص نجوم موجود مسبقًا. تتناسب بيانات الفريق مع النموذج جيدًا ، مما يشير إلى أنه قبل وجود الشريط المركزي ، كان هناك قرص ضخم من النجوم. الاستنتاج الذي توصل إليه الفريق يتناقض بشكل صارخ مع النموذج المقبول عمومًا لتشكيل المنطقة المركزية لمجرتنا - وهو نموذج يتنبأ بالمنطقة المركزية لدرب التبانة التي تشكلت من اندماج فوضوي مبكر لسحب الغاز. نقطة "الإقلاع" من استنتاجات الفريق هي أن الغاز لعب دورًا في تكوين المنطقة المركزية لمجرتنا ، والتي نظمت في قرص دوار ضخم ، ثم تحولت إلى قضيب بسبب تفاعلات الجاذبية للنجوم.
إحدى الفوائد الأخرى لأبحاث الفريق هي أن بيانات الأطياف النجمية ستسمح للفريق بتحليل التركيب الكيميائي للنجوم. تتكون جميع النجوم في الغالب من الهيدروجين والهيليوم ، ولكن الكميات الصغيرة من العناصر الأخرى (يشير علماء الفلك إلى أي شيء سابق للهيليوم باسم "المعادن") يوفر نظرة ثاقبة للظروف الحالية أثناء تكوين النجم.
وجد فريق BRAVA أن النجوم الأقرب إلى مستوى مجرة درب التبانة تحتوي على "معادن" أقل من النجوم البعيدة عن مستواها المجري. يؤكد استنتاج الفريق وجهات النظر القياسية للتكوين النجمي ، لكن بيانات BRAVA تغطي مساحة كبيرة من انتفاخ المجرة يمكن تحليلها كيميائيًا. إذا قام الباحثون بتخطيط المحتوى المعدني للنجوم في جميع أنحاء درب التبانة ، تظهر صورة واضحة للتكوين النجمي والتطور ، على غرار كيفية رسم خرائط CO2 يمكن أن تكشف تركيزات الجرف الجليدي في القطب الجنوبي أنماط الطقس الماضية هنا على الأرض.
إذا كنت ترغب في قراءة الورقة الكاملة ، يتوفر إصدار مطبوع مسبقًا على: http://arxiv.org/abs/1112.1955
المصدر: بيان صحفي للمرصد الوطني لعلم الفلك البصري
