هاجرت الشمس والآلاف من توائمها عبر مجرة ​​درب التبانة في الوقت المناسب

هاجرت الشمس والآلاف من توائمها عبر مجرة ​​درب التبانة في الوقت المناسب

بقلم جاسيك كريوكو حرره سارة لوين فريزر

وُلدت شمسنا قبل 4.6 مليار سنة بالقرب من المركز المزدحم لمجرة درب التبانة، ثم هاجرت ما يقرب من 10000 سنة ضوئية إلى الخارج إلى ضواحي المجرة الهادئة التي تحتلها حاليًا. الآن زوج من الدراسات نشرت اليوم في علم الفلك والفيزياء الفلكية يجادلون بأن الشمس لم تقم بهذه الرحلة وحدها.

إن العلامة الواضحة لرحلة الشمس المجرية هي تركيبها الكيميائي، كما يقول عالم الفلك بجامعة طوكيو متروبوليتان دايسوكي تانيجوتشي، وهو مؤلف مشارك في كلتا الدراستين. يوضح تانيجوتشي: “يعرف علماء الفلك أن مكان ولادة الشمس يقع بالقرب من قلب المجرة من موقعها الحالي”. شكلت المناطق الداخلية الكثيفة في درب التبانة النجوم بشكل أسرع وتراكمت المعادن الثقيلة بشكل أسرع بكثير من الحواف الخارجية، ولم يكن من الممكن أن يتشكل نجم بعمر الشمس ومكوناته الكيميائية في موقعه الحالي. لكن الوصول إلى هناك يتطلب عبور حدود مثيرة.

كشفت عمليات رصد درب التبانة عن هيكل دوار هائل يشبه القضيب، مكون من الغاز والغبار وملايين النجوم التي تقطع مركز مجرتنا. يخلق هذا الشريط ظاهرة جاذبية مميزة تُعرف باسم حاجز التموج الذي يمنع نجوم المجرة الداخلية من الهجرة إلى أطراف المجرة. تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية إلى أن حوالي 1% فقط من النجوم المولودة في الموقع الأصلي المفترض للشمس يمكنها بنجاح اختراق هذا الحاجز للوصول إلى جوارنا الحالي خلال إطار زمني قدره 4.6 مليار سنة. ومع ذلك، اكتشف تانيجوتشي وزملاؤه أن آلاف النجوم «التوأم الشمسي» ذات الكتلة والتركيب المعدني الشبيه بتركيبة الشمس تمكنت من القيام بذلك.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

ولتصنيف هؤلاء النجوم المهاجرين، لجأ الباحثون إلى القمر الصناعي غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وهو مرصد يتتبع مواقع وحركات وأطوال موجات الضوء من أكثر من ملياري نجم. واستخرج الباحثون 6594 توأمًا شمسيًا على مسافة 1000 سنة ضوئية تقريبًا من الأرض.

عندما نظر العلماء إلى التوزيع العمري ضمن كتالوجهم، رأوا ذروتين متميزتين: ارتفاع ضيق من النجوم يبلغ عمرها حوالي ملياري سنة والتي من المحتمل أن تكون قد تشكلت محليًا، ومجموعة أخرى واسعة وضخمة من النجوم تتراوح أعمارها بين ستة وأربعة مليارات سنة تشمل شمسنا – “عدد كبير من النجوم التي هاجرت من مسقط رأسها إلى مواقعها الحالية”، كما يقترح تانيجوتشي.

تحذر أليس سي. كويلين، عالمة الفيزياء والفلك في جامعة روتشستر، والتي لم تشارك في دراسة تانيجوتشي، من أن هناك احتمال أن تكون الذروة الواسعة للتوائم الشمسية قطعة أثرية تم إنشاؤها بواسطة الطريقة التي اختار بها فريق تانيجوتشي هذه العينة – مجرد وهم إحصائي. يقول كويلين: “إن مسافة العينة محدودة، ومعظمها سيكون من النجوم التي تصل إلى الجوار الشمسي”. يمكن لهذا العامل أن يفضل النجوم ذات المدارات المستطيلة، والتي تميل إلى أن تكون أقدم، لأن النجوم الأصغر سنًا ذات المدارات الدائرية لم تكن قد وصلت إلى جوارنا بعد.

لكن تانيجوتشي يقول إن فريقه عالج هذا التحيز، ولم يجد أي تأثير قوي للعمر على توزيع الشكل المداري في التوائم الشمسية.

ويقترح فريقه أن حاجز الدوران لم يوقف هجرة الشمس ومجموعتها، لأن الحاجز لم يكن قد تشكل بالكامل عند حدوثه. في الواقع، يشير تانيجوتشي إلى أن حاجز المجرة المتنامي كان من الممكن أن يدفع الهجرة إلى الأمام بدلاً من تقييدها. من الممكن أن تكون الشمس والآلاف من توائمها مدفوعة بقوى الجاذبية المشتركة للقضيب المتشكل، وبنية الذراع الحلزونية لمجرة درب التبانة، وعلى الأرجح الممرات القريبة من مجرة ​​القوس القزمة المجاورة.

تقول روزماري وايز، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة جونز هوبكنز، والتي لم تشارك في الدراسة، إن حجة الباحثين مقنعة ولكنها تضيف (كما لاحظ مؤلفو الدراسة) أن الجداول الزمنية الدقيقة لا تزال غير مؤكدة. وتقول: “إن مجال ديناميكيات المجرات هو في حد ذاته ديناميكي”.

حان الوقت للدفاع عن العلم

إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد عمل كمدافع عن العلوم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون اللحظة الحالية هي اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.

لقد كنت العلمية الأمريكية مشترك منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعد ذلك في تشكيل الطريقة التي أنظر بها إلى العالم. SciAm يثقفني ويسعدني دائمًا، ويلهمني شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع والجميل. وآمل أن يفعل ذلك بالنسبة لك أيضا.

إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان أن تغطيتنا تركز على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين على حد سواء في وقت لا يتم فيه الاعتراف بقيمة العلم نفسه في كثير من الأحيان.

وفي المقابل، تحصل على الأخبار الأساسية، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، لا يمكنك تفويت النشرات الإخبارية ومقاطع الفيديو التي يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقارير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما اشتراكًا.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. آمل أن تدعمونا في تلك المهمة.