إن التدفق الهائل من النجوم المتدفقة دليل على التاريخ العنيف لمجرة درب التبانة

(ESA / Gaia / DPAC، CC BY-SA 3.0 IGO)

عندما تخرج وتنظر إلى السماء في ليلة صافية ، يبدو أنه لا يوجد شيء آخر يمكن أن يكون هادئًا ومسالمًا. لكن العديد من تلك النجوم التي تبدو مسالمة هي دليل على تاريخ مضطرب - ونحن نتعلم الآن الكشف عن أسرارهم.

باستخدام بيانات من مسح خرائط Gaia Milky Way ، اكتشف علماء الفلك مساحة شاسعة تيار النجوم يعتقدون أنها بقايا مجرة ​​قزمة ضخمة تم جرها إلى القرص المجري قبل أن تتمزق. لقد أطلقوا على تيار نيكس اسم إلهة الليل اليونانية.

بحسب الالنموذج القياسيمن تطور الكون ، تنمو المجرات بالاندماج مع المجرات الأصغر وامتصاصها - عملية التراكم. هناك بالفعل الكثير من الأدلة على حدوث ذلك في مجرة ​​درب التبانة: أ عدد التدفقات تم التعرف عليها والتي تم ربطها بالمجرات القزمة والعناقيد الكروية التي تم تعطيلها بفعل قوى المد والجزر في المجرة.

ثم القمر الصناعي Gaia جاء على طول. تم إطلاقه في عام 2013 ، وقد تم جمع البيانات منذ ذلك الحين لإنتاجالأكثر دقة خريطة ثلاثية الأبعاد حتى الآنمن درب التبانة. إنه يدرس بعناية الحركات المناسبة ، والسرعات الشعاعية والمسافات بين النجوم لتحديد مكان كل شيء ، وكيف يتحرك.

يكشف هذا بتفاصيل غير مسبوقة عن تاريخ مشاجرات مجرة ​​درب التبانة مع نقاط أخرى من النجوم - مثلأنتليا 2، المجرة القوس القزم الكرويةو ، اممم ، سجق جايا . ناهيك عنتيار نجمي الحوت إريدانوس، يُعتقد أنه ما تبقى من عنقود نجمي.

ولكن تم تحديد كل هذه الأشياء من خلال البحث عن الأشياء التي تتحرك ويتم بناؤها بشكل مختلف. من الصعب تحديد مجرة ​​ممزقة تناسبها. قد يتم التغاضي عن النجوم التي تتحرك مع دوران القرص المجري ، ولها تركيبات كيميائية مماثلة للنجوم التي تشكلت هنا.

لذا طبقت عالمة الفيزياء النظرية لينا نيسيب من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وزملاؤها شبكة عصبية لبناء فهرس للنجوم من الإصدار الثاني لبيانات Gaia التي دخلت المجرة ، بدلاً من ولادتها هنا.

'الشبكة،' أوضح الباحثون في ورقتهم ، 'يأخذ كمدخلات الحركية خماسية الأبعاد لكل نجم (إحداثيان زاويان ، حركتان مناسبتان ومنظر) ثم يُخرج درجة مرتبطة باحتمال تراكم النجم.'

عندما استخرجوا النجوم التي كان من المؤكد أن الشبكة العصبية قد تراكمت ، وجد الفريق مجموعة من 232 نجمة تتحرك جميعها معًا في حركة تقدمية - أي مع دوران المجرة - وبتركيبات كيميائية مماثلة. لم تكن هذه المجموعة مرتبطة سابقًا بأي تيار نجمي آخر.

عندما قاموا بمحاكاة مدارات هذه النجوم بعد مليار سنة من الماضي ، وجد الفريق أن لها خصائص مدارية تختلف عن النجوم في القرص السميك والقرص الرفيع لمجرة درب التبانة.

اقتران هذه الملاحظة بحقيقة أن Nyx يتخلف عن القرص بمقدار 90 كم تقريبًا−1وله عنصر سرعة شعاعي كبير يجعل حجة قوية أنه نتيجة اندماج قمر صناعي ، ' كتب الباحثون .

يمكن إنشاء المجموعات النجمية التي تتحرك معًا بوسائل أخرى ، مثل الرنين الناتج عن اضطراب من شريط المجرة ، أو موجات الكثافة في الأذرع الحلزونية ، لكن هذه لا تناسب نيكس. لا يمكن أن تؤدي محاكاة هذه الظواهر إلى تأخر Nyx دون التسبب في تأثيرات أخرى لم يتم تحديدها في البيانات.

يعتقد الفريق أن أفضل ما يتناسب مع بياناتهم هو المجرة القزمية التي ، في مرحلة ما خلال تاريخ مجرة ​​درب التبانة الطويل ، تم انتفاخها ، ثم تمددها عندما بدأت النجوم في الدوران حول مركز مجرة ​​درب التبانة.

وعندما كرر الباحثون دراستهم مع اليقين المريح إلى حد ما ، وجدوا مجموعة أخرى من النجوم تتطابق تقريبًا تمامًا مع تيار Nyx. كان مدار المجرة المتقدم والتركيبات الكيميائية هي نفسها - لكن المجموعة الثانية كانت لها عكس ذلك السرعة الشعاعية . يتوافق هذا أيضًا مع نموذج المجرة القزمة ، حيث أظهرت المحاكاة أن المجموعة الثانية يمكن أن تكون حطامًا من ممر منفصل لنفس المجرة القزمة.

من المحتمل أن تحتوي Nyx على نجوم لم يتم تحديدها في هذه الدراسة ، لأنها تقع خارج المعايير الصارمة المغذية للشبكة العصبية. لكن البحث المستقبلي يمكن أن يساعد في تسليط الضوء على هذا الحدث - متى حدث ، وكيف حدث ، ومدى ضخامة تلك المجرة القزمة.

ومنذ ذلك الحين هناك أيضا دليل أن تجمعات النجوم المتراكمة ترتبط بكتل من المادة المظلمة يُعتقد أنه تم دمجها في الاندماج مع النجوم ، يمكن لـ Nyx مساعدتنا في فهم كيفية مساهمة هذه الاندماجات في قرص المادة المظلمة في المجرة.

كتب الباحثون: `` إذا كان Nyx هو بالفعل نتيجة لمثل هذا الاندماج ، فإنه سيقدم دليلاً على النجوم المتقدمة المتراكمة ، وربما عنصر المادة المظلمة المصاحب في تيار أو قرص ''.

إن وجود مثل هذا المكون من المادة المظلمة سيغير بشكل كبير فهمنا الحالي لتوزيع طور المادة المظلمة المحلي ، وله تداعيات مهمة لعمليات البحث الأرضية عن جسيم المادة المظلمة.

تم نشر البحث في طبيعة سجية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.