لقد عرف الفلكيون لبعض الوقت أن مجرة درب التبانة ومجرات أندروميدا ستتصادم في تاريخ ما في المستقبل. أفضل تخمين لهذا الموعد كان حوالي 3.75 مليار سنة من الآن. لكن الآن دراسة جديدة تستند إلى إصدار البيانات 2 من مهمة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية تجلب بعض الوضوح لهذا التصادم المستقبلي.
هناك أكثر من صورة التصادم الشاملة أكثر من مجرة درب التبانة وأندروميدا (M31). المجرتان جزء من مجموعة من المجرات تسمى المجموعة المحلية ، والمجموعة المحلية لديها عضو ثالث كبير ، هو مجرة Triangulum Galaxy (M33). على الرغم من أن المجموعة المحلية تحتوي على مجرات أخرى ، إلا أنها الثلاثة المذكورة أعلاه التي تشكل غالبية الكتلة. من بين الثلاثة ، فإن Andromeda هي الأكثر ضخامة ، درب التبانة هي ثاني أكبر كتلة ، و Triangulum هو الثالث.
تتكون المجموعة المحلية من أكثر من 54 مجرة مختلفة ، على الرغم من أن معظمها مجرات قزمة مرتبطة بالجاذبية بالثلاث الكبرى. يقع مركز الجاذبية للمجموعة في مكان ما بين درب التبانة وأندروميدا.
على الرغم من توقع حدوث تصادم لبعض الوقت الآن ، لا يزال هناك الكثير من عدم اليقين. وقد قدم تلسكوب هابل الفضائي وغيرها من النطاقات الأرضية مثل مصفوفة خط الأساس الطويلة جدًا (VLBA) أدلة المراقبة على هذا التصادم. باستخدام هذه البيانات ، تمكن الفلكيون من معرفة القليل عن كيفية تغير مداري Andromeda و Triangulum بمرور الوقت.
إن مجرة Andromeda و Triangulum كلاهما مجرات لولبية ، مثل مجرة درب التبانة ، وهما على بعد ما بين 2.5 و 3 ملايين سنة ضوئية منا. وهي أيضًا قريبة بما يكفي لتكون محتملة للتفاعل الجاذبي ، مما يعيق تنبؤات التصادم.
هذا هو المكان الذي تأتي فيه مهمة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.
“نحن بحاجة إلى استكشاف حركات المجرات في الأبعاد الثلاثية للكشف عن كيفية نموها وتطورها ، وما الذي يخلق ويؤثر على ميزاتها وسلوكها.“
المؤلف الرئيسي للدراسة Roeland van der Marel ، معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) بالتيمور ، الولايات المتحدة الأمريكية.
“نحن بحاجة إلى استكشاف حركات المجرات في الأبعاد الثلاثية للكشف عن كيفية نموها وتطورها ، وما الذي يخلق ويؤثر على ميزاتها وسلوكها ،يقول المؤلف الرئيسي رويلاند فان دير ماريل من معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور ، الولايات المتحدة الأمريكية. "تمكنا من القيام بذلك باستخدام الحزمة الثانية من البيانات عالية الجودة الصادرة عن Gaia.“
تقوم مهمة Gaia بعمل خريطة ثلاثية الأبعاد لمجرة درب التبانة ، كما أنها تفعل الشيء نفسه لأجزاء من المجموعة المحلية. في حين أن "نطاقات مثل هابل تعطينا مناظر واضحة للأعضاء الآخرين في المجموعة المحلية ، إلا أنها لا تعطينا قياسات دقيقة لمواقف وحركات النجوم الفردية. هذه هي مهمة غايا.
“قمنا بتمشيط بيانات Gaia لتحديد آلاف النجوم الفردية في كلتا المجرتين ، ودرسنا كيفية تحرك هذه النجوم داخل منازل المجرات ،يضيف المؤلف المشارك مارك فردال ، أيضًا من STScI. "في حين تهدف Gaia في المقام الأول إلى دراسة درب التبانة ، إلا أنها قوية بما يكفي لتحديد النجوم الضخمة والمشرقة بشكل خاص داخل مناطق تشكيل النجوم القريبة - حتى في المجرات خارج منطقتنا.“
في الماضي ، عندما استخدم علماء الفلك هابل والمراصد الأخرى لدراسة حركات أكبر ثلاثة أعضاء في المجموعة المحلية ، وجدوا احتمالين. إما أن مجرة Triangulum تقع في مدار طويل بشكل لا يصدق ستة مليارات سنة حول أندروميدا ولكنها سقطت بالفعل في الماضي ، أو أنها الآن في أول سقوط لها. يعكس كل سيناريو مسارًا مداريًا مختلفًا ، وبالتالي تاريخ تكوين ومستقبل مختلف لكل مجرة.
ولكن الآن أعطى Gaia علماء الفلك المزيد من البيانات للعمل معها. فهي لا تكشف فقط عن كيفية تحرك المجرات عبر الفضاء ، ولكنها تُظهر معدل دورانها. لطالما كانت هذه البيانات ذات معدل الدوران مرغوبة ، منذ أن بدأ الفلكيون دراسة تكوين المجرة وتطورها قبل مائة عام ، وقد سلمت Gaia أخيرًا.
“استغرق الأمر مرصدًا متقدمًا مثل Gaia للقيام بذلك أخيرًا.“
Roeland van der Marel ، STScI.
“استغرق الأمر مرصدًا متقدمًا مثل Gaia للقيام بذلك أخيرًا ،يقول رويلاند. "للمرة الأولى ، قمنا بقياس كيفية دوران M31 و M33 في السماء. اعتاد علماء الفلك على رؤية المجرات كعوالم متجمعة لا يمكن أن تكون منفصلة "جزر" ، لكننا نعرف الآن خلاف ذلك. لقد استغرق الأمر 100 عامًا ، وقام Gaia أخيرًا بقياس معدل الدوران الحقيقي والصغير لأقرب جار مجرة كبير لنا ، M31. سيساعدنا ذلك على فهم المزيد عن طبيعة المجرات.“
جمع الباحثون وراء الدراسة البيانات الحالية مع البيانات الجديدة من Gaia Release 2 لإنشاء صورة أكثر دقة لكيفية تحرك أندروميدا و Triangulum عبر الفضاء. كانوا قادرين على إسقاط هذا في الماضي والمستقبل لمليارات السنين.
“تقول السرعات التي وجدناها أن M33 لا يمكن أن يكون في مدار طويل حول M31 " شارك في تأليف Ekta Patel من جامعة أريزونا ، الولايات المتحدة الأمريكية. "تشير نماذجنا بالإجماع إلى أن M33 يجب أن يكون في أول خطأ له في M31.“
كشفت الدراسة أيضًا عن ما يخبئه درب التبانة وأندروميدا. بدلاً من الاصطدام (الذي يُسمى بشكل أدق تفاعل المد والجزر لأنه من غير المحتمل أن تصطدم النجوم أو الكواكب) ، سيكون هناك المزيد من الضربات السريعة. وبدلًا من أن تتم في حوالي 3.75 مليار سنة ، فستكون في حوالي 4.5 مليار سنة. عفوا!
“هذه النتيجة ضرورية لفهمنا لكيفية تطور المجرات وتفاعلها ".
Timo Prusti ، عالم مشروع ESA Gaia
كما ألقت الورقة الجديدة والبيانات الجديدة من Gaia بعض الضوء على كيفية تشكل المجرات مثل Andromeda و Triangulum وتطورها.
“هذه النتيجة حاسمة لفهمنا لكيفية تطور المجرات وتفاعلها ". يقول Timo Prusti ، عالم مشروع ESA Gaia. "نرى ميزات غير عادية في كل من M31 و M33 ، مثل التيارات الملتوية وذيل الغاز والنجوم. إذا لم تجتمع المجرات من قبل ، فلا يمكن أن تكون قد خلقتها القوى التي شعرت بها أثناء الاندماج. ربما تكونوا من خلال التفاعل مع المجرات الأخرى ، أو من خلال ديناميكيات الغاز داخل المجرات نفسها.
مصادر:
- ورقة بحثية: أولا جايا ديناميات نظام أندروميدا: الحركات والمدارات والدوران الصحيحة DR2 ل M31 و M33
- بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية: GAIA تسجل سرعة جديدة في تصادم درب التبانة
- مهمة وكالة الفضاء الأوروبية GAIA
