أناغرازيا بوغليسي، جامعة دورهام

تم العثور على معظم النجوم في الكون اليوم في مجرات ضخمة تسمى المجرات الإهليلجية، والتي سميت كذلك لأنها على شكل دائرة ممتدة الى الخارج. وعلى عكس مجرتنا، وهي عبارة عن دوامة تمتد أذرعها من المركز، فإن حواف المجرات الإهليلجية ناعمة.

للوهلة الأولى، قد تبدو هذه المجرات وكأنها أنظمة بسيطة. ومع ذلك، فهي من بين أكثر الأشياء غموضاً في الكون. تستضيف المجرات الإهليلجية نجوماً قديمة للغاية ولا تشكل نجوماً جديدة.

كيف تتشكل هذه المجرات الميتة بالضبط هو سؤال حاول كل من علماء الفلك الرصدي والنظري الإجابة عليه لفترة طويلة. قد تساعد دراستنا الجديدة المنشورة في مجلة Nature Astronomy في حل هذا اللغز.

تتكون النجومعندما تنهار سحب ضخمة من الغاز داخل المجرات بفعل الجاذبية. وفي النهاية، تتكتل كتلة كافية معاً ويتكون نجم. ولكن المجرات تحتاج إلى غاز لكي يحدث هذا لقد اكتشف فريقنا مجرة تسمى ID2299 تقذف ما يقرب من نصف غازها المكون للنجوم. وتقوم المجرة بإلقاء ما يعادل 10000 شمس سنوياً من الغاز، مما يؤدي إلى إزالة 46 ٪ من إجمالي الغاز البارد الذي تحتويه المجرة.

ونظراً لأن المجرة تقوم أيضاً بتكوين النجوم بسرعة كبيرة، أسرع بمئات المرات منمجرتنا درب التبانة، فسيتم استهلاك الغاز المتبقي بسرعة. وبالمعدل الحالي، سيتم إغلاق ID2299 في غضون بضع عشرات من ملايين السنين. وهذا أسرع بكثير من المدة النموذجية لحلقات تشكل النجوم في المجرات، وهي بضعة مليارات من السنين.

ذيول المد والجزر

إن هذا الطرد الهائل الاستثنائي ناتج عن ذيل مدّي نتج عن اندماج المجرة مع مجرة أخرى. وذيول المد والجزر هي تيارات ممتدة من النجوم والغازات الممتدة إلى الفضاء بين النجوم، نتيجة لقوى المد والجزر الناتجة عن التفاعل – مثل جاذبية القمر على الأرض.

وتُرى ذيول المد والجزر بشكل شائع في المجرات المدمجة القريبة، لكن من الصعب التعرف عليها في الكون البعيد بسبب سطوعها المنخفض. ولحسن الحظ، على الرغم من ملاحظة ID2299 في وقت كان عمر الكون 4.5 مليار سنة فقط (يبلغ عمر كوننا الآن حوالي 14 مليار سنة)، فقد تمكنا من رؤية هذا الطرد عندما بدأ بالحدوث لأول مرة، عندما تكون هذه الذيول في العادة ألمعهم.

لقد اكتشفنا هذه المجرة الاستثنائية من خلال مسح المجرات التي تم إجراؤها باستخدام Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)، المصمم لدراسة خصائص الغاز البارد في أكثر من 100 مجرة في الكون البعيد.
وقد قدمت بيانات ALMA طيف الغاز البارد المكون للنجوم. لوحظ الطرد كخط انبعاث عريض، بالقرب من خط الانبعاث البارز المرتبط بالمجرة. ومن هذا الطيف، تمكنا من قياس كتلة وسرعة الغاز المقذوف.

وكانت هذه هي المرة الأولى التي نلاحظ فيها مجرة نموذجية ضخمة لتكوين النجوم في الكون البعيد على وشك الموت بسبب انبعاث غاز بارد هائل. وتوفر دراستنا تأكيداً مهماً للرصد لحقيقة أن المجرات يمكن أن تتوقف عن تشكيل النجوم نتيجة لطرد الغازات.

وتشير عمليات المحاكاة والنتائج الرصدية السابقة إلى أن قذف الغازات كانت مرتبطة برياح المجرة التي تنتج إما عن طريق تراكم الغاز على ثقوب سوداء هائلة أو حلقات تشكيل نجمي مكثفة. في دراستنا، أظهرنا أن الطرد الذي تم اكتشافه في ID2299 لا يمكن تفسيره بواسطة الرياح المجرية. وبالتالي فإن النتائج قد تقودنا إلى مراجعة فهمنا لكيفية توقف المجرات عن تشكيل نجومها.

---

إقرأ المزيد:
دراسة المجرات البعيدة تتحدى فهمنا لكيفية تشكيل النجوم

---

تظهر دراستنا أن عمليات الاندماج لها دور حاسم في تطور المجرات لأنها قادرة على طرد كميات كبيرة من الغاز من المجرات، وإيقاف تشكل النجوم والتأثير على نمو المجرات.

وستسمح لنا الدراسات المستقبلية التي تحتوي على بيانات أعمق وأعلى دقة بفهم ديناميكيات الغاز المنبعث في ID2299 بشكل أفضل. كما سيكون من المهم أيضاً مراقبة المزيد من عمليات الانطلاق في المجرات البعيدة الأخرى لفهم مدى شيوع هذه الظواهر.

أناغرازيا بوجليسي، باحثة مشاركة ما بعد الدكتوراه في مركز علم الفلك خارج المجرة، جامعة دورهام

يتم إعادة نشر هذه المقالة من شبكة The Conversation تحت ترخيص المشاع الإبداعي. قراءة المادة الأصلية.