التصنيفات: مترجم

كيفية قياس وزن مجرة درب التبانة

شاركها

طريقةٌ جديدة لقياس وزن مجرة درب التبانة وموقع الشمس فيها عن طريق تيّاراتٍ ناجِمةٍ عن تحلل العناقيد الكروية النجمية.

ماذا لو قال لك طبيبك أنّك تزِن ما بين 100-400 باوند؟ يستطيع جميع المرضى أن يجدوا نتيجةً أفضل من ذلك باستخدام أي ميزانٍ عادي، إلّا أنّ مريضاً واحداً لا يستطيع القيام بذلك: مجرة درب التبانة. على الرغم من أننا اليوم تعمّقنا في الفضاء أكثر من أي وقتٍ مضى، إلا أنّ وزن مجرتنا الأم لا يزال غير معروف. وقد قام الباحثون في قسم الفلك في جامعة كولومبيا بتطوير طريقةٍ جديدة لإعطاء درب التبانة فحص فيزيائي أكثر دِقة.

تتكوّن درب التبانة مما يقارب 100 مليار نجمٍ يشكلون قرصاً ضخماً بقُطر 100-200 ألف سنة ضوئية. وبما أنّ الشمس جزءٌ من هذه البُنية، عندما ننظر إلى السماء، نحن ننظر حقيقةً في قرصٍ ضخمٍ من النجوم. يجعل عدد النجوم الكبير والمدى الضخم في السماء قياس كمياتٍ أساسيةٍ لمجرة درب التبانة أمراً صعباً، مثل وزنها.

استخدم فريقٌ دولي من العلماء بقيادة الباحث أندرياس كوبر العامِل في جامعة كولومبيا النجوم خارج هذا القرص، والتي تدور حول مجرة درب التبانة في بُنيةٍ تشبه التيّار، لقياس وزن مجرة درب التبانة بدقةٍ عالية. يوضّح الفريق في دراسةٍ جديدة نُشِرت في مجلة الفيزياء الفلكية «Astrophysical Journal» أنّ هذه التيارات تَنتُج بتحلل العناقيد الكروية النجمية، والتي يُمكن استخدامها ليس لقياس وزن مجرتنا فحسب، بل يُمكن أيضاً استغلالها كمقاييسٍ لتحديد موقع الشمس داخل المجرة.

قال كوبر: «العناقيد الكروية النجمية هي مجموعاتٌ متراصةٌ من آلاف إلى عدة ملايينٍ من النجوم اللاتي ولِدن معاً عندما كان الكون لا يزال حديثاً جداً.» وتابع كوبر قائلاً: «وتدور (أي العناقيد الكروية) حول مجرة درب التبانة وتتفكك ببطء على مدى مليارات السنين، تاركةً ورائها أثراً فريداً من نوعه. تبرُز مثل هذه التيارات النجمية عن بقية النجوم في السماء نظراً لكثافتها وتماسُكها، مثلما تبرُز الكثير من ذيول الطائرات بسهولةٍ من بين الغيوم العادية.»

استخدم الباحثون بياناتٍ من مسح سلون الرقمي للسماء، الذي مسح سماء نصف الكرة الشمالي لنحو 10 أعوام لإنشاء سجِلٍ شاملٍ للنجوم في السماء. تولّد التيار الذي اختبروه بالتقنية الجديدة من عنقودٍ كروي نجمي اسمه «بالومار 5»، وكان قد تم اكتشافه عام 2001م على ارتفاعٍ كبيرٍ فوق قرص المجرة. أعاد إدواردو بالبينوت، المؤلف المشارك في الدراسة الحالية من جامعة سري «Surrey» في إنجلترا، أعاد النظر في بيانات سلون وكشف عن تذبذبٍ في الكثافة في تيار بالومار 5.

قال بالبينوت: «وجدنا أنّ التذبذب يكون واضحاً جداً وبشكلٍ منتظم على طول التيار.» وتابع بالبينوت قائلاً: «هذه الاختلافات لا يمكن أن تكون عشوائية.»

تسمح هذه التذبذبات بالحصول على دقةٍ غير مسبوقةٍ في قياسات الباحثين. أنشأ الباحثون ملايين النماذج للتيار بفهمٍ مختلفٍ لمجرة درب التبانة في كل نموذج، وذلك باستخدام الحاسوب العملاق ييتي «Yeti» في جامعة كولومبيا. استخدم الباحثون نموذجاً من هذه النماذج وقارنوا نمط التذبذب لاستنتاج كتلة درب التبانة داخل دائرةٍ نصف قطرها 60,000 سنة ضوئية، لتكون 210 مليار ضعف كتلة الشمس بنسبة شك 20 في المئة فقط. ساعد النمط الفريد من تذبذب الكثافة إلى حدٍ كبير في استبعاد نماذج مجرة درب التبانة، والتي كانت إمّا ضخمةً جداً أو هزيلةً جداً.

ووضّحت آنا بوناكا، المؤلّف المشارك من جامعة ييل «Yale»، قائلةً: «كان استخدام الأدوات الإحصائية القوية تقدماً هاماً في هذا العمل… نفس تلك الأدوات الإحصائية التي استُخدِمَت لدراسة التغيرات في الجينوم، والتي تستخدمها محركات البحث على الإنترنت لترتيب المواقع.» وتابعت بوناكا قائلةً: «ساعد هذا النهج الدقيق في تحقيق دقةٍ عاليةٍ في قياس وزن درب التبانة.»

كما أضافت البروفيسور كاثرين جونستون، المؤلف المشارك في الدراسة ورئيس قسم علم الفلك كولومبيا: «لقد جُرّبت هذه القياسات من قبل مع تياراتٍ مختلفة، ولكن كانت النتائج دائماً غامضةً جداً. يكسر مقياسنا الجديد هذه الالتباسات من خلال استغلال نمط الكثافة الفريد من نوعه الذي أنشأه «بالومار 5» لكونه يدور حول مجرة درب التبانة منذ 11 مليار سنة.»

في المستقبل، يهدف الباحثون إلى استخدام المزيد من التراكيب مثل تيار «بالومار 5» لاكتساب دقةٍ أعلى وخلق أكثر النماذج واقعيةً لمجرة درب التبانة إلى حد الآن. اعتماداً على تحسين الدقة، يأمل العلماء في معرفة المزيد عن تشكيل وتكوين مجرتنا الأم، وفهم كيف تقَارَن درب التبانة مع مجرات أخرى في الكون. وإلى الآن، تشير النتائج إلى أن مجرة درب التبانة بصحةٍ جيدة؛ لا هزيلة جداً ولا ضخمة جداً نسبةً لحجمها.

ترجمة: صفاء العتوم
تدقيق: رولا عبدالهادي
تصميم: أنس ضباعين
المصدر

طريقةٌ جديدة لقياس وزن مجرة درب التبانة وموقع الشمس فيها عن طريق تيّاراتٍ ناجِمةٍ عن تحلل العناقيد الكروية النجمية. ماذا لو قال لك طبيبك أنّك تزِن ما بين 100-400 باوند؟ يستطيع جميع المرضى أن يجدوا نتيجةً أفضل من ذلك باستخدام أي ميزانٍ عادي، إلّا أنّ مريضاً واحداً لا يستطيع القيام… كيفية قياس وزن مجرة درب التبانة 2015-06-15 صفاء عتوم

ما رأيك ؟

100

تقييم المستخدمون: 4.62 ( 3 أصوات) 100

التعليقات

التعليقات مغلقة

نشر