ترسم بيانات Gaia الجديدة الصورة الأكثر تفصيلاً حتى الآن لمجرة درب التبانة


1.6 مليار نجم. 11.4 مليون مجرة. 158000 كويكب.

مركبة فضائية واحدة.

تجاوز مرصد جايا الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، والذي تم إطلاقه في عام 2013 ، هدفه المتمثل في رسم أكثر من مليار النجوم في درب التبانة (SN: 10/15/16). في 13 يونيو ، وسعت البعثة تلك الخريطة إلى أبعاد جديدة ، وأطلقت قياسات أكثر تفصيلاً لمئات الملايين من النجوم ، بالإضافة إلى – وللمرة الأولى – الكويكبات والمجرات والوسط الغباري بين النجوم.

يقول Laurent Eyer ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة جنيف الذي عمل على Gaia لسنوات: “فجأة لديك فيض من البيانات”. بالنسبة لبعض الموضوعات في علم الفلك ، فإن النتائج الجديدة تحل محل جميع الملاحظات التي تم أخذها من قبل ، كما يقول آير. “البيانات أفضل. شيء مذهل.”

تؤدي البيانات الواردة في الاستطلاع الجديد ، الذي تم جمعه من عام 2014 إلى عام 2017 ، بالفعل إلى بعض الاكتشافات – بما في ذلك وجود عدد هائل بشكل مفاجئ “الزلازل” على سطوح آلاف النجوم (SN: 8/2/19). ولكن أكثر من أي شيء آخر ، يعد الإصدار أداة جديدة لعلماء الفلك ، أداة ستساعد جهودهم لفهم كيفية تشكل النجوم والكواكب والمجرات بأكملها وتطورها.

في ما يلي بعض الألغاز التي طال أمدها والتي يمكن أن تساعد البيانات في حلها.

الكويكب مشماش

إن حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري عبارة عن فوضى تاريخية. بعد تشكل الأرض والكواكب الأخرى ، تحطمت كتل البناء الصخرية التي تركت على بعضها البعض ، تاركة وراءها شظايا مختلطة. ولكن إذا كان العلماء يعرفون ما يكفي عن الكويكبات الفردية ، فيمكنهم إعادة البناء متى و من أين أتوا (SN: 4/13/19). ويمكن أن يوفر ذلك نظرة خاطفة على الأيام الأولى للنظام الشمسي.

حلقات متحدة المركز من اللون الأزرق (الداخلي) الأخضر (الأوسط) والبرتقالي (الخارجي) تحدد مسارات الأسترويد في نظامنا الشمسي.
باستخدام بيانات Gaia الجديدة ، رسم علماء الفلك مواقع 13 يونيو 2022 لـ156000 كويكب. تُظهر المسارات مداراتها خلال الأيام العشرة الماضية ، وتميز الألوان مجموعات مختلفة من الكويكبات بناءً على موقعها (الأزرق ، النظام الشمسي الداخلي ؛ الأخضر ، حزام الكويكبات الرئيسي بين المريخ والمشتري ؛ البرتقالي ، كويكبات طروادة بالقرب من المشتري).DPAC / Gaia / ESA، CC BY-SA 3.0 IGO

قد تساعد مجموعة بيانات Gaia الجديدة الضخمة في حل هذا اللغز ، كما تقول Federica Spoto ، عالمة الفيزياء الفلكية في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس. إنها تتضمن بيانات عن التركيب الكيميائي لأكثر من 60 ألف كويكب – ستة أضعاف ما لدى الباحثين مثل هذه التفاصيل حول قبل استخدام أدوات أخرى. يمكن أن تكون هذه المعلومات ضرورية لتتبع الكويكبات إلى أصولها المحطمة.

يقول Spoto ، أحد المتعاونين مع Gaia: “يمكنك العودة بالزمن إلى الوراء ومحاولة فهم كل تكوين وتطور النظام الشمسي”.هذا شيء ضخم لم نتمكن حتى من التفكير فيه قبل جايا “.

ومع ذلك ، فإن الكويكبات ليست مجرد قطع من الماضي ؛ هم أيضا خطرين. يمكن أن تكشف البيانات الجديدة عن وجود الكويكبات بجانب من المستحيل اكتشافه من الأرض لأنهم يدورون بالقرب من الشمس ، كما يقول توماس بوربين ، عالم الكواكب في كلية ماونت هوليوك في جنوب هادلي ، ماساتشوستس ، والذي لم يشارك في المهمة (SN: 2/15/20). نظرًا لأن هذه الكويكبات كانت ستأتي في الأصل من مكان بعيد (على سبيل المثال ، حزام الكويكبات) ، فيمكنها إخبارنا عن الصخور التي تمر عبر الأرض والتي يمكن أن تصطدم بنا. يقول بوربين: “سنعرف الحي الذي نعيش فيه بشكل أفضل”.

مواعدة نجم

من المعروف أنه من الصعب قياسه عصر النجوم (SN: 23/7/21). يقول أليساندرو سافينو ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، والذي لا يشارك مع جايا: “ليس من غير المألوف أن يكون لديك حالة من عدم اليقين لأكثر من مليار سنة”. على عكس السطوع أو الموقع ، لا يكون العمر مرئيًا بشكل مباشر. يتعين على علماء الفلك الاعتماد على نظريات حول كيفية تطور النجوم للتنبؤ بالأعمار وفقًا لما يمكنهم قياسه.

إذا كانت الإصدارات السابقة من استطلاع Gaia تشبه صورة النجوم ، فإن الإصدار الجديد يشبه تحويل الصورة من الأبيض والأسود إلى اللون. إنه يوفر نظرة أعمق على مئات الملايين من النجوم من خلال قياس درجة حرارتها وجاذبيتها وكيمياءها. يقول سبوتو: “تتخيل النجم على أنه هذه النقطة في الفضاء ، ولكن بعد ذلك يكون لديهم العديد من الخصائص”. “هذا ما يمنحك إياه Gaia.”

على الرغم من أن هذه الأنواع من القياسات ليست جديدة على الإطلاق ، إلا أنها لم تُجمع في مجرة ​​درب التبانة بهذا الحجم من قبل. يمكن أن توفر هذه البيانات مزيدًا من الأفكار حول كيفية تطور النجوم. يقول سافينو: “يمكننا تحسين دقة ساعاتنا”.

وجبات درب التبانة الخفيفة

على الرغم من أن مجرة ​​درب التبانة قد تبدو غير متغيرة ، فإنها في الواقع تلتهم نظامًا غذائيًا ثابتًا من المجرات الأصغر – بل إنها في طور تناول واحدة الآن. لكن على مدى عقود ، كانت التنبؤات حول متى وكيف تحدث عمليات الاندماج الكونية هذه متناقضة مع الأدلة من مجرتنا ، كما يقول بيرتراند جولدمان ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة الفضاء الدولية في ستراسبورغ بفرنسا ، والذي لم يشارك في إصدار بيانات Gaia. يقول جولدمان: “لقد كان هذا مثيرًا للجدل لفترة طويلة ، لكنني أعتقد أن جايا ستلقي الضوء بالتأكيد”.

المفتاح هو أن تكون قادرًا على التفكك تراكيب مختلفة في درب التبانة ونرى كم عمرهم (SN: 1/10/20). يساعد أحدث إصدار من Gaia بطريقتين: عن طريق رسم خرائط كيمياء النجوم وقياس حركتها. وصفت الإصدارات السابقة من الاستطلاع كيف كانت ملايين النجوم تتحرك ، ولكن في الغالب في بعدين. يضاعف الكتالوج الجديد أربعة أضعاف عدد النجوم بمسارات ثلاثية الأبعاد كاملة من 7 ملايين إلى 33 مليونًا.

هذا له آثار خارج منطقتنا. معظم الكتلة في الكون موجودة في مجرات مثل مجرة ​​درب التبانة ، لذا فإن معرفة كيفية عمل مجرتنا تقطع شوطًا طويلاً لفهم الفضاء على المقاييس الأكبر. وكلما زاد فهم العلماء لأجزاء المجرات التي يمكنهم رؤيتها ، زادت معرفتهم بها المادة المظلمة، المادة الغامضة التي تمارس الجاذبية ولكنها لا تتفاعل مع الضوء (SN: 25/6/21).

حتى عندما يقوم علماء الفلك بالتنقيب عن مجموعة البيانات الأخيرة هذه ، فإنهم يتطلعون بالفعل إلى البحث عن الكنوز في المستقبل. الجولة القادمة بعد سنوات ، ولكن من المتوقع أن تمكن من اكتشاف الآلاف من الكواكب الخارجية ، وإنتاج قياسات نادرة للثقوب السوداء ومساعدة علماء الفلك على معرفة مدى سرعة توسع الكون. يرجع هذا جزئيًا إلى أن Gaia مصمم لتتبع حركة الأجسام في الفضاء ، وهذا يصبح أسهل مع مرور المزيد من الوقت. لذلك يمكن أن تصبح ملاحظات جايا أكثر قوة. يقول سافينو: “مثل النبيذ الجيد ، فإنهم يتقدمون في السن بشكل جيد جدًا”.



المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود