حقوق الصورة: Chandra
تُظهر صورة جديدة من مرصد تشاندرا للأشعة السينية مجرة بعيدة كانت تبدو وكأنها مجرتنا درب التبانة تصطدم بمجموعة من المجرات بسرعة 7.5 مليون كيلومتر في الساعة. إن قوة هذا الاصطدام قوية للغاية بحيث يتم تجريد الهيدروجين المحيط في المجرة ، تاركًا فقط الأذرع الحلزونية للهيكل العظمي. بدون الهيدروجين ، توقف تكوين النجوم الجديد في المجرة. على الرغم من أن تصادمات المجرات قد شوهدت من قبل ، إلا أنها الأكثر سرعة وعنفًا على الإطلاق.
بعد دفق 200،000 سنة ضوئية من غازات الغليان ، يتم تمزيق مجرة كانت تشبه درب التبانة في وقت ما حيث تغرق بسرعة 4.5 مليون ميل في الساعة عبر قلب مجموعة بعيدة من المجرات. في هذا التصادم العنيف بشكل غير معتاد مع غاز الكتلة المحيطة ، يتم تجريد المجرة إلى أذرعها الحلزونية الهيكلية حيث يتم نزعها من الهيدروجين النقي لصنع النجوم الجديدة.
يقدم زوال المجرة المفاجئ أدلة جديدة على حل لغز ما يحدث للمجرات الحلزونية في عالم عنيف. تُظهر مناظر الكون المبكر أن المجرات اللولبية كانت أكثر وفرة في المجموعات الغنية من المجرات. لكن يبدو أنهم قد اختفوا على مر الزمن الكوني. أين ذهبت هذه "الجثث المفقودة"؟
يستخدم علماء الفلك مجموعة واسعة من التلسكوبات وتقنيات التحليل لإجراء نظرة "CSI" أو أسلوب محقق مسرح الجريمة على ما يحدث لهذه المجرة داخل الحي الوعرة لمجموعتها. يقول ويليام كيل من جامعة ألاباما: "إنها حالة واضحة من هجوم المجرة والبطارية". "هذه هي المرة الأولى التي نحصل فيها على مجموعة كاملة من النتائج من مثل هذه الأساليب المتباينة التي تظهر الجريمة التي يتم ارتكابها ، وطريقة العمل".
يضع كيل وزملاؤه "أدلة الطب الشرعي" على حياة المجرة المتأخرة ، في سلسلة من العروض التقديمية اليوم في أتلانتا ، جورجيا ، في الاجتماع 203 للجمعية الفلكية الأمريكية. قام الفلكيون بتجميع الأدلة من خلال الجمع بين مجموعة متنوعة من الملاحظات التشخيصية من التلسكوبات التي تحلل مظهر المجرة في الأشعة السينية والضوء البصري والضوء الراديوي. تتتبع الملاحظات الموازية بأطوال موجية مختلفة كيف يتم رمي النجوم والغاز والغبار حول المجرة الهشة والمعروفة باسم C153. على الرغم من أن مثل هذه المجرات "المنكوبة" قد شوهدت من قبل ، فإن زوالها سريع وعنيف بشكل غير عادي. تنتمي المجرة إلى مجموعة من المجرات التي اصطدمت بمجموعة أخرى قبل حوالي 100 مليون سنة. أخذت هذه المجرة وطأة الضرب لأنها سقطت على طول مسار مستقيم من خلال النواة الكثيفة للكتلة المتصادمة.
يقول كيل: "يساعد هذا في تفسير انبعاثات الأشعة السينية والراديوية الغريبة التي نراها". "المجرة هي معمل لدراسة كيفية نزع الغازات عندما تطير عبر غاز الكتلة الحارة ، وإغلاق ولادة النجوم وتحويل المجرة".
جاء الاقتراح الأول حول الفوضى المجرية في هذه المجموعة في عام 1994 عندما اكتشف التلسكوب الراديوي ذي المصفوفة الكبيرة جدًا بالقرب من سوكورو ، نيو مكسيكو عددًا غير معتاد من المجرات الراديوية في المجموعة ، المسماة أبيل 2125. تتتبع المصادر الراديوية كلا من تكوين النجوم وتغذية المركز الثقوب السوداء في عناقيد المجرات. كما أظهرت الملاحظات الراديوية أن C153 تميزت عن المجرات الأخرى كمصدر راديو قوي بشكل استثنائي.
بدأ فريق كيل برنامجًا موسعًا من الملاحظات الإضافية للكشف عن تفاصيل حول المجرات. يقول كيل: "لقد تم تصميم هذا لمعرفة ما يمكن أن تكون العلاقة بين الأحداث على مقياس 10 مليون سنة ضوئية من اندماج الكتلة وما يحدث عميقًا داخل المجرات الفردية".
أظهرت ملاحظات الأشعة السينية من قمر ROSAT (اختصار لقمر Roentgen) أن المجموعة تحتوي على كميات هائلة من غاز 36 مليون درجة فهرنهايت (20 مليون درجة كلفن) التي تحيط بالمجرات. يتركز الغاز في كتلتين رئيسيتين بدلاً من توزيعه بسلاسة عبر الكتلة ، كما هو الحال بشكل أكثر شيوعًا.
عزز هذا الشك في أن مجموعتين من المجرات تتصادم بالفعل. في منتصف إلى أواخر التسعينات ، قام علماء الفلك بتحويل منظار Mayall بطول 4 أمتار ومنظار WIYN بطول 3.5 متر في مرصد كيت بيك الوطني على الكتلة لتحليل ضوء النجوم عبر التحليل الطيفي. ووجدوا العديد من أنظمة تشكيل النجوم وحتى الثقوب السوداء المجرية النشطة التي تغذيها الاصطدام. ظهرت المجرة المتحللة C153 بشكل كبير عندما تم استخدام تلسكوبات KPNO لتصوير الكتلة بالألوان.
ثم قام الفلكيون بتدريب تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا (HST) على C153 وحلوا شكلًا غريبًا. ووجدوا أن المجرة تبدو متكتلة بشكل غير عادي مع العديد من مجموعات النجوم الصغيرة وخصائص الغبار الفوضوية. إلى جانب الميزات المعطلة في قرص المجرة ، أظهر HST أيضًا أن الضوء في الذيل يُعزى في الغالب إلى تكوين النجوم الأخير ، مما يوفر رابطًا مباشرًا لتجريد المجرة أثناء مرورها عبر قلب الكتلة. الغاز المضغوط على طول الحافة الأمامية للمجرة ، مثل الثلج قبل المحراث ، أشعل عاصفة نارية من ولادة نجم جديد. ويأتي دليل تكوين النجوم الأخير أيضًا من الطيف البصري الذي تم الحصول عليه من تلسكوب الجوزاء الشمالي 10 أمتار في هاواي. يسمح الطيف للباحثين بتقدير الوقت منذ آخر انفجار لتكوين النجوم.
تم تعزيز هذا الاستنتاج بشكل أكبر عندما عثرت كاميرا فسيفساء على تلسكوب Kitt Peak's Mayall على ذيل طويل جدًا من الغاز الممتد يخرج من المجرة. يبدو أن الذيل ناتج جزئيًا عن إعصار من الرياح النجمية يغلي من مناطق ميلاد النجوم الجديدة وينفجر إلى الوراء بينما تتسلل المجرة عبر الغاز الساخن المحيط بالكتلة.
سمحت الملاحظات الطيفية باستخدام تلسكوب الجوزاء لعلماء الفلك بتحديد عمر الانفجار النجمي. وجدوا أن 90 في المائة من الضوء الأزرق C153 من مجموعة من النجوم يبلغ عمرها 100 مليون سنة. يتوافق هذا العمر مع الوقت الذي كان يجب أن تستمر فيه المجرة في الانحلال من خلال الغاز الأكثر كثافة في قلب الكتلة.
تظهر الملاحظات الطيفية الجوزاء أن النجوم في نمط منتظم من الحركة المدارية حول المركز ، كالمعتاد لمجرات القرص. ومع ذلك ، هناك العديد من السحب الغازية المنتشرة تتحرك بشكل مستقل عن النجوم. يقول كيل: "هذا دليل مهم على أن شيئًا يتجاوز قوى الجاذبية يجب أن يعمل ، لأن النجوم والغاز يستجيبان بنفس الطريقة لقوى الجاذبية البحتة". "بعبارة أخرى ، غاز المجرة لا يعرف ما تفعله النجوم."
اكتشف مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا أن السحب الباردة التي تم اكتشافها باستخدام التلسكوبات البصرية وميزة الراديو المرتبطة بها مدمجة في مسار غاز أكبر بملايين الدرجات. تشير بيانات شاندرا إلى أن هذا الغاز الساخن ربما يكون غنيًا بالعناصر الثقيلة بسبب الانفجار النجمي وطرده من المجرة بحركته الأسرع من الصوت عبر سحابة الغاز الأكبر التي تتخلل الكتلة.
بشكل جماعي ، تقدم هذه الملاحظات دليلاً على أن ضغط الكبش من الغاز الخارجي في الكتلة يزيل غاز المجرة نفسه. تم افتراض هذه العملية منذ فترة طويلة لمراعاة التطور القسري للمجرات العنقودية. وقد شوهدت نتائجها بعدة طرق. بعض الأمثلة القريبة ، Sextet's Sextet و Stefan's Quintet ، هي مجموعات ضيقة تظهر آثار التصادمات عالية السرعة.
من المقرر أن تفقد المجرة C153 آخر بقايا أذرعها الحلزونية وتصبح مجرة لطيفة من نوع S0 لها انتفاخ مركزي وقرص ، ولكن لا يوجد هيكل ذراع حلزوني. هذه الأنواع من المجرات شائعة في عناقيد المجرات الكثيفة التي نراها اليوم. يخطط الفلكيون لإجراء ملاحظات جديدة مع الجوزاء مرة أخرى في عام 2004 لدراسة ديناميكيات الغاز والنجوم في الذيل.
أعضاء الفريق العلمي هم ويليام كيل (جامعة ألاباما) ، فريزر أوين (المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي) ، مايكل ليدلو (مرصد جيميني) ، ودانيال وانغ (جامعة ماساتشوستس).
يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، ألاسكا ، برنامج شاندرا لمكتب علوم الفضاء ، مقر وكالة ناسا ، واشنطن. كان نورثروب غرومان من شاطئ ريدوندو ، كاليفورنيا ، المعروف سابقًا باسم TRW، Inc. ، مقاول التطوير الرئيسي للمرصد. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية في كامبريدج ، ماساتشوستس.
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
