مثل العديد من المجرات اللولبية الأخرى في الكون ، يتكون مجرة درب التبانة من هيكلين يشبهان القرص - القرص الرقيق والقرص السميك. يحتوي القرص السميك ، الذي يحيط بالقرص الرقيق ، على حوالي 20٪ من نجوم درب التبانة ويُعتقد أنه أقدم من هذا الزوج بناءً على تكوين نجومه (التي تتمتع بمعدن أكبر) وطبيعته المنتفخة.
ومع ذلك ، في دراسة حديثة ، استخدم فريق من 38 عالمًا بقيادة باحثين من مركز ARC الأسترالي للتميز لجميع الفيزياء الفلكية ذات الأبعاد الثلاثة (ASTRO-3D) البيانات من المتقاعدين الآن كبلر مهمة قياس الزلازل في قرص درب التبانة. من هذا ، قاموا بمراجعة التقديرات الرسمية حول عمر القرص السميك لدرب التبانة ، والتي استنتجوا أنها عمرها حوالي 10 مليار سنة.
الدراسة التي تصف نتائجها - بعنوان "مسح K2-HERMES: عمر ومعدن القرص السميك" - ظهرت مؤخرًا في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. قاد فريق البحث الدكتور سانجيب شارما من معهد سيدني لعلم الفلك ومركز ARC للتميز لجميع الفيزياء الفلكية ذات الأبعاد الثلاثة (ASTRO-3D) وشمل أعضاء من جامعات ومعاهد أبحاث متعددة.
لتحديد عمر القرص السميك ، استخدم الدكتور شارما وفريقه طريقة تعرف باسم علم التنجيم. ويتكون هذا من قياس تذبذبات النجم الناتجة عن الزلازل ، حيث تخضع قشور النجوم لتحولات مفاجئة مماثلة للزلازل. تسمح هذه العملية للباحثين بإجراء "علم آثار المجرة" ، حيث يمكنهم النظر إلى الوراء في الوقت المناسب لتشكيل درب التبانة (قبل أكثر من 13 مليار سنة).
كما أوضح دنيس ستيلو - الأستاذ المساعد في جامعة نيو ساوث ويلز والمؤلف المشارك في الدراسة - فقد سمح لهم ذلك بتحديد الهياكل الداخلية للنجم:
"تولد الزلازل موجات صوتية داخل النجوم تجعلها ترن أو تهتز. تخبرنا الترددات المنتجة بأشياء عن الخصائص الداخلية للنجوم ، بما في ذلك أعمارهم. إنه يشبه إلى حد ما تعريف الكمان على أنه Stradivarius من خلال الاستماع إلى الصوت الذي يصدره. "
من المهم أن نلاحظ أن الفلكيين غير قادرين على اكتشاف "الأصوات" الفعلية التي تولدها النجوم. بدلاً من ذلك ، يتم قياس الحركات داخل النجم بناءً على التغييرات في سطوع النجم. سابقا ، لاحظ علماء الفلك أن الملاحظات التي أجراها كبلر لم تتوافق المهمة مع نماذج هيكل درب التبانة - التي تنبأت بأن القرص السميك سيحتوي على المزيد من النجوم ذات الكتلة المنخفضة.
حتى الآن ، لم يكن من الواضح ما إذا كان هذا التناقض يرجع إلى عدم الدقة في نماذج المجرة ، أو بسبب مشكلة في معايير اختيار النجوم. باستخدام بيانات جديدة من K2 وجد شارما وزملاؤه أن المهمة كانت الأولى. في الأساس ، افترضت نماذج المجرات السابقة أن القرص السميك كان مملوءًا بنجوم منخفضة الكتلة ومنخفضة المعادن.
ومع ذلك ، باستخدام K2 بيانات المهمة لإجراء تحليل طيفي جديد ، قرر الدكتور شارما وفريقه أن التركيب الكيميائي المدمج في النماذج الحالية كان غير صحيح ، مما أدى إلى تقديرات غير دقيقة لأعمارهم. من خلال أخذ ذلك في الاعتبار ، تمكن الدكتور شارما وفريقه من جمع بيانات الكويكبات بما يتماشى مع ما توقعته النماذج المجرية. كما أوضح الدكتور شارما:
"هذه النتيجة توضح الغموض ... البيانات السابقة حول التوزيع العمري للنجوم في القرص لم تتوافق مع النماذج التي تم إنشاؤها لوصفها ، ولكن لم يكن أحد يعرف مكان الخطأ - في البيانات أو النماذج. الآن نحن على يقين من أننا وجدناها ".
منذ إطلاقه في عام 2009 ، تم جمع البيانات من قبل كبلر اقترحت المهمة أن هناك نجومًا أصغر سنًا في القرص السميك أكثر مما تنبأت به النماذج. في حين لم يتم تصميمه بشكل أساسي لإجراء علم الفلك ، فإن قدرته على قياس التغيرات في سطوع النجم (ظاهريًا بسبب التحولات الكوكبية) مناسبة تمامًا لقياس الزلازل.
قال شارما: "إن النجوم مجرد أدوات كروية مليئة بالغاز ، لكن اهتزازاتها ضئيلة ، لذا علينا أن ننظر بعناية فائقة". "قياسات السطوع الرائعة التي قام بها كبلر كانت مثالية لذلك. كان التلسكوب حساسًا جدًا لدرجة أنه كان بإمكانه اكتشاف تعتيم مصباح السيارة أثناء مرور برغوث عبره ".
تظهر هذه النتائج أنه حتى بعد فشل اثنين من عجلات رد الفعل في عام 2013 ، كبلر كان لا يزال قادرا على إجراء ملاحظات قيمة كجزء من K2 حملة. نتائج هذه الدراسة هي أيضا مؤشر قوي على القوة التحليلية لعلم التنجيم وقدرتها على تقدير أعمار النجوم. يُتوقع المزيد من الاكتشافات مع استمرار العلماء في صب البيانات التي حصلت عليها البعثة قبل توقف عملياتها في نوفمبر 2018.
سيتم دمج تحليل هذه البيانات مع المعلومات الجديدة التي تم جمعها بواسطة القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لناسا - كبلرالخليفة الروحي ، الذي استغرق إلى الفضاء قبل سبعة أشهر فقط كبلر متقاعد. ستعمل هذه المعلومات على تحسين تقديرات العمر لعدد أكبر من النجوم داخل القرص ومساعدة الفلكيين على معرفة المزيد حول تكوين درب التبانة وتطوره.
