صورة درب التبانة تكشف السر الموجود في قلب مجرتنا

صورة فسيفسائية جديدة من تلسكوب ALMA في أتاكاما هي الصورة الأكثر إثارة للإعجاب لمجرة درب التبانة ومركزها حتى الآن

إن مركز مجرة ​​درب التبانة ليس مجرد مكان مشرق على الخرائط الفلكية، بل هو مختبر شديد. هناك، في ما يسمى بالمنطقة الجزيئية المركزية، تتمدد كعكة الغاز والغبار وتتكسر إلى خيوط تحت قوى وحشية، مع وجود ثقب أسود هائل في المركز. يبحث علماء الفلك هناك عن إجابة لكيفية ولادة النجم وكيف تشكلت المجرات الشابة في الكون المبكر.

الآن، قام فريق دولي بالتقاط تلك المنطقة المركزية في صورة مثيرة للإعجاب بقدر ما هي مفيدة: فسيفساء عملاقة تم الحصول عليها باستخدام ALMA، مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية تحت المليمترية، في صحراء أتاكاما، تشيلي. مجموعة البيانات هذه هي أكبر صورة تم الحصول عليها حتى الآن باستخدام ALMA وتظهر بتفاصيل غير مسبوقة شبكة معقدة من خيوط الغاز الكوني.

صورة مجرة ​​درب التبانة تكشف ما يحدث في مركزها

يوجد في مركز مجرة ​​درب التبانة ثقب أسود هائل يسمى القوس A* (القوس A*)، وتبلغ كتلته نحو 4 ملايين شمس. هذا اللب عبارة عن منطقة ذات كثافة نجمية عالية جدًا من الغاز والغبار، تُعرف باسم انتفاخ المجرة، حيث تحدث ظواهر فيزيائية فلكية مكثفة وتتشكل نجوم جديدة.

يقول آشلي بارنز، عالم الفلك في المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) في ألمانيا وعضو في الفريق: “إنه مكان متطرف، غير مرئي لأعيننا، ولكن تم الكشف عنه الآن بتفاصيل غير عادية”. توفر الملاحظات رؤية فريدة للغاز البارد، المادة الخام التي تولد منها النجوم، داخل المنطقة الجزيئية المركزية. ووفقا للفريق، فهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استكشاف الغاز البارد من هذه المنطقة بأكملها بهذا المستوى من التفاصيل.

وتمتد المنطقة التي تظهر في الصورة على أكثر من 650 سنة ضوئية. توجد في هذا الفضاء سحب كثيفة من الغاز والغبار تحيط بالثقب الأسود الهائل في مركز المجرة. ويضيف بارنز: “إنها نواة المجرة الوحيدة القريبة بما يكفي من الأرض لدراستها بمثل هذه التفاصيل”. تتيح لنا الفسيفساء رؤية كل شيء بدءًا من الهياكل الغازية التي يبلغ طولها عشرات السنين الضوئية وحتى السحب الصغيرة حول النجوم الفردية.

يعد هذا العمل جزءًا من مشروع ALMA لاستكشاف المنطقة الجزيئية المركزية ACES، وهو مشروع مصمم لفهم كيفية تكثف الغاز وتحوله إلى نجوم في بيئة فوضوية. يركز ACES على الغاز الجزيئي البارد، وهنا يأتي الجزء “الكيميائي” من المادة: اكتشف الفريق العشرات من الجزيئات المختلفة، بدءًا من المركبات البسيطة مثل أول أكسيد السيليكون إلى الجزيئات العضوية الأكثر تعقيدًا مثل الميثانول أو الأسيتون أو الإيثانول.

المنطقة الجزيئية المركزية، مكان التطرف

على حافة درب التبانة، يعرف علماء الفلك جيدًا كيف يتدفق الغاز في الخيوط ويغذي كتل المادة حيث تنمو النجوم بعد ذلك. في المركز، كل شيء يصبح أكثر كثافة. يقول ستيف لونجمور، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة ليفربول جون موريس (المملكة المتحدة) ورئيس مركز ACES: “تعد المنطقة الجزيئية المركزية موطنًا لبعض النجوم الأكثر ضخامة المعروفة في مجرتنا، والتي يعيش الكثير منها بسرعة ويموت شابًا، وينهي حياته في انفجارات سوبر نوفا قوية، وحتى مستعرات فائقة”. من خلال هذا المشروع، يريد الفريق أن يفهم بشكل أفضل كيف تؤثر هذه الانفجارات على ولادة النجوم وما إذا كانت نظرياتنا تصمد عندما تصبح البيئة متطرفة.

ويضيف لونجمور أن دراسة ولادة النجوم في هذه المنطقة تساعد أيضًا في استكمال قصة نمو المجرات وتطورها. ويعتقد الفريق أن المنطقة الجزيئية المركزية تشترك في خصائصها مع المجرات في بدايات الكون، عندما تشكلت النجوم في بيئات فوضوية وقاسية.

لجمع هذه المجموعة الضخمة من البيانات، كان على الفريق “مسح” مثل هذه المساحة الكبيرة لأول مرة باستخدام ALMA. تم إنشاء النتيجة من خلال تجميع العديد من الملاحظات الفردية، كما لو كانت قطعًا من اللغز، وسوف تمتد إلى ما يعادل ثلاثة أقمار كاملة موضوعة جنبًا إلى جنب في السماء. تقول كاثرينا إيمير، عالمة فلك ALMA في ESO: “لقد توقعنا مستوى عالٍ من التفاصيل عند تصميم المسح، لكننا فوجئنا حقًا بالتعقيد والثراء اللذين كشفتهما الفسيفساء النهائية”.

يتم تقديم بيانات ACES في العديد من المقالات المقبولة للإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، وهناك مقال آخر قيد المراجعة. ويتطلع الفريق بالفعل إلى المستقبل: من المفترض أن تتيح حساسية النطاق العريض المحسنة لـ ALMA، جنبًا إلى جنب مع التلسكوب الكبير للغاية (ELT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، حل الهياكل الدقيقة، ومتابعة الكيمياء الأكثر تعقيدًا، واستكشاف التفاعل بين النجوم والغاز والثقوب السوداء بشكل أفضل. يقول بارنز: “من نواحٍ عديدة، هذه مجرد البداية”.

مرجع

مسح ALMA لاستكشاف المنطقة الجزيئية المركزية (ACES) 1: ورقة نظرة عامة

الصورة: ألما (ESO/NAOJ/NRAO)/S. لونجمور وآخرون. الخلفية: المرصد الأوروبي الجنوبي/ د. مينيتي وآخرون.