لماذا تصطف المجرات القزمة؟ قد تحل "الزمامات" و"الزوايا" في الكون المبكر لغزًا مجريًا

لماذا تصطف المجرات القزمة؟ قد تحل "الزمامات" و"الزوايا" في الكون المبكر لغزًا مجريًا
قد تفسر الهياكل المعروفة باسم "السحابات" و"الالتواءات" في الكون المبكر سبب ميل المجرات القزمة إلى الاصطفاف مع بعضها البعض، فضلاً عن الإشارة إلى كيفية عمل المادة المظلمة في الكون.
كل مجرة رئيسية، مثل درب التبانة، تدور حولها مجموعة من المجرات القزمة الأصغر. تضم درب التبانة عشرات المجرات القزمة، بما في ذلك سحابتا ماجلان الكبرى والصغرى الشهيرتان. ابتداءً من سبعينيات القرن الماضي، لاحظ علماء الفلك أن مواقع ومدارات هذه المجرات القزمة لم تكن عشوائية تمامًا، بل كانت تميل إلى التواجد في نفس المستوى. على سبيل المثال، تتشارك أقمار درب التبانة الأحد عشر الأكثر سطوعًا في مستوى واحد، وتشكل العديد من المجرات القزمة حول مجرة أندروميدا ما يُعرف بالمستوى الأعظم لأندروميدا.
المادة المظلمة.
المجرات. لكن المحاكاة الحاسوبية وجدت بشكل روتيني أن المجرات القزمة منتشرة في كل مكان، بدلاً من أن تكون مرتبة في مستويات محددة.
لأن اصطفاف المجرات القزمة يبدو شائعًا، فإن نظرية تكوين المجرات تتعارض مع الملاحظات. في ورقة بحثية قُدّمت إلى مجلة الفيزياء الفلكية في أبريل، تعمق فريق من الباحثين بقيادة جانفي ماداني من جامعة جونز هوبكنز في عمليات محاكاة معقدة لمعرفة ما إذا كانوا قادرين على حل اللغز.
درس الفريق تطور ١٢ مجرة محاكاة تُشبه مجرة درب التبانة، متتبعين تدفقات المادة المظلمة والغاز على مدى مليارات السنين. المجرات لا تنشأ فجأة، بل تنمو مع مرور الوقت مع تدفق خيوط المادة عليها، كحبل سري كوني عملاق.
وفي هذه الخيوط، اكتشف الباحثون كيف يمكن للمجرات القزمة أن تتراصف مع بعضها البعض. افترضت أبحاث سابقة أنه بمجرد تشكل المجرات القزمة، فإنها ستتشتت في مدارات عشوائية. لكن عمليات المحاكاة الجديدة تتبعت تطور الغاز بدقة ووضوح أكبر بكثير، مما سمح للباحثين بتجاهل الافتراضات ورؤية ما يحدث بالفعل.
ذات صلة: قد يكون النظام النجمي الأضعف الذي يدور حول مجرتنا درب التبانة يهيمن عليه المادة المظلمة
وجدت الدراسة الجديدة أنه بدلاً من التشتت، يمكن للخيوط أن تتشابك مع بعضها البعض وتعزز نفسها. وبذلك، تُبقي المجرات القزمة محصورة في مستوى واحد.
لكن اتجاه هذا المستوى يعتمد على ما يحدث للخيوط عند اتصال تيارات غازية جديدة بالمجرة المضيفة نفسها. أحيانًا، تُعزز الخيوط بعضها البعض، فيما يُطلق عليه الباحثون "السحّاب" – مثل اندماج السحاب الذي تُجريه على منحدر طريق سريع. يُنشئ هذا مستوى من الغاز يتطور في النهاية إلى مجموعة من المجرات القزمة.
هناك حالة أخرى تتعلق بـ"التواء"، وهو اندماج خيط جديد مع خيط موجود ذي زخم زاوي كبير. يؤدي هذا إلى تغيير موضع المستوى، ولكنه يُبقيه سليمًا.
ولكن إذا كان هناك عدد كبير جدًا من الخيوط المتصلة بالمجرة نفسها، فسيتم تدمير أي نمط وتحصل المجرات القزمة على مدارات عشوائية.
وبشكل عام، وجد الباحثون أنه ينبغي لنا أن نتوقع وجود مستويات من المجرات القزمة في نحو نصف – وربما ما يصل إلى 70% – من المجرات مثل مجرة درب التبانة ومجرة أندروميدا.
قصص ذات صلة:
بناءً على هذا العمل، لا يبدو أن هناك أي تناقض كبير بين ما نتوقعه من المادة المظلمة والغاز عند بناء المجرات وما يحدث بالفعل. لذا، فرغم أنه لا يكشف عن ثغرة في فهمنا لعلم الكونيات، إلا أنه يحل مشكلةً استمرت عقودًا في علم الفلك.
يهتم علماء الفلك بشكل خاص بتكوين المجرات، وخاصةً في بدايات الكون. مؤخرًا، كشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن مجرات ناضجة نسبيًا ظهرت في مراحل مبكرة بشكل مثير للدهشة. قد تُمهد هذه المجرات الطريق لنموذج كوني جديد، أو قد تكون مجرد نتيجة لنوع مختلف من التعقيد. لن يُخبرنا بذلك إلا المزيد من الرصدات وعمليات المحاكاة المُحسّنة.