اكتشف علماء الفلك حدود تشكل النجوم في القرص الحلزوني لمجرة درب التبانة، وهو ليس بعيدًا عن مركز مجرتنا كما قد تتخيل.

ال درب التبانة لا يقل عن 100،000 سنة ضوئية لكن النتائج الجديدة تشير إلى أن تشكل نجوم المجرة يحدث داخل منطقة تمتد إلى نصف قطر يبلغ 40 ألف سنة ضوئية من مركز المجرة.

وقال كارل فيتيني، المؤلف الرئيسي للدراسة من جامعة إنسوبريا في إيطاليا: “إن مدى قرص تشكل النجوم في مجرة ​​درب التبانة كان منذ فترة طويلة سؤالا مفتوحا في علم الآثار المجرية”. إفادة. “من خلال رسم خريطة لكيفية تغير أعمار النجوم عبر القرص، أصبح لدينا الآن إجابة واضحة وكمية.”

ركز فريق Fiteni الدولي على 100000 عملاق مضيء النجوم تنتشر عبر القرص الحلزوني لمجرة درب التبانة، وتحصل على بيانات طيفية تصف درجات حرارتها وأعمارها من تلسكوب LAMOST (تلسكوب طيفي متعدد الألياف متعدد الأجسام لمنطقة السماء الكبيرة) في الصين وتجربة تطور المجرة بمرصد أباتشي بوينت (APOGEE) في مسح سلون الرقمي للسماء في الولايات المتحدة، بالإضافة إلى بيانات إضافية من وكالة الفضاء الأوروبية. غايا مهمة.

وقال لوران آير من جامعة جنيف: “إن جايا تفي بوعدها: من خلال الجمع بين بياناتها مع التحليل الطيفي الأرضي ومحاكاة المجرات، فإنها تسمح لنا بفك رموز تاريخ تكوين مجرتنا”.

المجرات تنمو من الداخل إلى الخارج، ولا تختلف مجرة ​​درب التبانة عن ذلك، حيث يتناقص متوسط ​​عمر النجوم مع انخفاض نصف القطر من مركز المجرة. وجد فريق فيتيني أن متوسط ​​العمر يصل إلى الحد الأدنى في دائرة نصف قطرها 40 ألف سنة ضوئية من المركز. للمقارنة لدينا شمس يقع على بعد 26000 سنة ضوئية من مركز المجرة، داخل حدود تشكل النجوم. بعد هذه النقطة، تبدأ النجوم في التقدم في السن بشكل مطرد مرة أخرى، مع العثور على أقدم النجوم في المركز وعلى حافة قرص درب التبانة، مما يخلق توزيعًا للأعمار على شكل حرف U.

مجرة درب التبانة ليست فريدة من نوعها من حيث وجود توزيع عمري للنجوم على شكل حرف U مع نصف القطر؛ كما تم العثور سابقًا على مجرات أخرى تشترك في توزيع مماثل. تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية التي أجراها فريق فيتيني إلى سبب هذا التوزيع العمري على شكل حرف U.

وقال جواو إس أمارانتي من جامعة شنغهاي جياو تونغ في الصين: “في الفيزياء الفلكية، نستخدم عمليات المحاكاة التي يتم تشغيلها على أجهزة الكمبيوتر العملاقة لتحديد الآليات الفيزيائية المسؤولة عن السمات التي نلاحظها في المجرات”. “لقد سمحوا لنا بإظهار كيف تشكل الهجرة النجمية المظهر العمري للقرص وتحديد أين تنتهي منطقة تكوين النجوم.”

ووجدوا من خلال عمليات المحاكاة أنه في دائرة نصف قطرها حوالي 40 ألف سنة ضوئية، تنخفض فجأة كفاءة المجرة في تكوين النجوم، مما يشير إلى حافة منطقة تكوين النجوم على شكل قرص في مجرة ​​درب التبانة.

فلماذا توجد نجوم أبعد من 40 ألف سنة ضوئية إذا لم تتشكل هناك؟ أحد الأدلة المهمة هو شكل مداراتها.

وقال فيكتور ديباتيستا من جامعة لانكشاير في إنجلترا: “النقطة الأساسية حول النجوم الموجودة في القرص الخارجي هي أنها قريبة من مدارات دائرية، مما يعني أنها تشكلت في القرص”. “هذه ليست نجومًا تناثرت إلى أنصاف أقطار كبيرة بسبب سقوط مجرة ​​تابعة لها.”

لذا الاصطدامات مع المجرات الأخرى لا يقع اللوم. وبدلاً من ذلك، فإن ما يحدث على الأرجح هو ظاهرة تسمى الهجرة الشعاعية. مثل راكبي الأمواج الذين يركبون الأمواج إلى الشاطئ، يمكن للنجوم ركوب موجات الكثافة التي تشكل الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة إلى مسافات أكبر من مركز المجرة. وتستغرق النجوم وقتا أطول للوصول إلى حافة قرص درب التبانة، على بعد 50 ألف سنة ضوئية أو أكثر من مركز المجرة، وهو ما يفسر سبب العثور على أقدم النجوم على أطراف المجرة.

كل هذا يثير التساؤل حول سبب توقف تشكل النجوم على بعد 40 ألف سنة ضوئية من مركز المجرة. أحد الاحتمالات هو أنه مرتبط ببنية درب التبانة. ربما يكون الشريط المركزي لمجرتنا، والذي تتراوح قياساته بين نصف قطر 11000 إلى 15000 سنة ضوئية، هو الذي يتسبب في تجمع الغاز إلى مسافة معينة من مركز المجرة. وبدلاً من ذلك، فإن انفتل في القرص الحلزوني لمجرتنا، والذي يعزى إلى تفاعل الجاذبية مع مجرة ​​قزمة أخرى، يمكن أن يعطل تكوين النجوم في المجرة، ويقطعها على بعد 40 ألف سنة ضوئية.

ونشرت النتائج في 13 أبريل في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.