قام علماء الفلك بدور علماء الآثار الكونية باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لاستكشاف أكثر من 100 مجرة قرصية يعود تاريخها إلى 11 مليار سنة ماضية. كما تروي الآثار المكتشفة على الأرض قصة الجنس البشري، فإن هذه المجرات يمكن أن تروي قصة مجرتنا، درب التبانة.
الهدف من الدراسة
كان الهدف من هذا التحقيق هو اكتشاف سبب بناء المجرات مثل درب التبانة من أقراص سميكة من النجوم مع أقراص نجوم رقيقة مضمنة. يتميز كل قرص بسكانه النجميين الفريدين وحركته الخاصة.
عمل الفريق وراء هذا البحث على فهم كيفية ولماذا تتشكل هذه البنية “ذات القرصين”، من خلال مراقبة 111 مجرة قرصية موجهة “حافة على” من منظورنا هنا على الأرض. هذا يمثل المرة الأولى التي يدرس فيها علماء الفلك هياكل الأقراص السميكة والرقيقة للمجرات التي وجدت خلال المراحل الأولى من الكون، في وقت مبكر يصل إلى 2.8 مليار سنة بعد الانفجار العظيم.
الأقراص السميكة والرقيقة
بدأ الفريق بتقسيم المجرات الـ111 في العينة إلى فئتين: ذات قرصين وذات قرص واحد. ما بدا أنه يكشفه هذا هو أن المجرات تنمو قرصها النجمي السميك أولاً، مع تشكيل القرص الرقيق في وقت لاحق.
يعتقد الفريق أن توقيت هذه العمليات يعتمد على كتلة المجرة المعنية. تحولت المجرات ذات الكتلة العالية من هيكل ذو قرص واحد إلى هيكل ذو قرصين عن طريق تشكيل قرص رقيق مضمن قبل حوالي 8 مليار سنة في كوننا الذي يقدر عمره بحوالي 14 مليار سنة. بينما بدت المجرات ذات الكتلة الأقل تخضع لهذا التحول عندما كانت تبلغ حوالي 4 مليارات سنة.
سبب التحولات في المجرات
عمل الفريق على تحديد ما الذي تسبب في التحولات في هذه الأنواع المختلفة من المجرات. للقيام بذلك، تجاوز الباحثون عينتهم من 111 مجرة للتحقيق في كيفية تدفق الغاز حول هذه الموضوعات.
استخدموا بيانات حركة الغاز من مصفوفة أتاكاما الكبيرة للمليمترات/تحت المليمترات (ALMA) وغيرها من المراصد الأرضية. أظهرت هذه البيانات أن الغاز المضطرب في الكون المبكر يحفز نوبات من تشكل النجوم الشديد في المجرات، مما يؤدي إلى ولادة الأقراص النجمية السميكة لهذه المجرات.
مع تشكل هذه النجوم ذات الأقراص السميكة، يصبح الغاز مستقرًا وأقل اضطرابًا ويتناقص سمكه، مما يؤدي إلى تشكيل القرص النجمي الرقيق المضمن.
ارتباطه بمجرة درب التبانة
يرتبط هذا أيضًا بمجلتنا. يتطابق توقيت هذه التحولات مع الفترة التي يُفترض أن مجرة درب التبانة قد نمت فيها قرصها الرقيق الخاص بها.
بشكل عام، يوضح بحث الفريق قدرة تلسكوب جيمس ويب الفضائي على استكشاف الماضي والعثور على مجرات تتطابق مع تطور مجرتنا، مما يسمح لهذه المجرات بأن تعمل كنماذج تحكي قصة درب التبانة.
الخاتمة
في الختام، يمثل البحث خطوة هامة نحو فهم أعمق لتشكل المجرات عبر الزمن. من خلال بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي، استطاع العلماء تمييز وفهم البنية المزدوجة للأقراص النجمية، وكيفية ارتباطها بالكتلة والتاريخ الكوني. هذه الدراسات تمهد الطريق لمزيد من الاكتشافات حول تطور المجرات وربما تقديم رؤى جديدة حول مجرتنا الأم، درب التبانة.
