تكشف عمليات المحاكاة الجديدة أن درب التبانةإن الانقسام الغريب بين مجموعتين مختلفتين كيميائيًا من النجوم ليس قاعدة مجرية عالمية، بل هو مجرد واحد من العديد من المسارات التطورية المحتملة.

من خلال إعادة إنشاء العشرات من المجرات الشبيهة بدرب التبانة، اكتشف الباحثون أن انفجارات تكوين النجوم، وتدفقات الغاز المتغيرة، والمواد الفقيرة بالمعادن من ضواحي المجرة يمكن أن تنتج جميعها هذا النمط المزدوج غير العادي. والمثير للدهشة أن الاصطدام الدراماتيكي في الماضي لم يكن مطلوبًا بعد كل شيء.

كيف تبلورت كيمياء درب التبانة غير العادية لأول مرة

يقدم بحث جديد رؤية جديدة لكيفية نمو المجرات مثل درب التبانة وتغيرها، وكذلك لماذا تظهر نجومها توقيعات كيميائية غير متوقعة. وتكشف الدراسة عن أدلة تساعد في تفسير أصول هذه الأنماط.

نُشر اليوم (8 ديسمبر) في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكيةيبحث العمل في لغز طويل الأمد داخل مجرة ​​درب التبانة: وجود مجموعتين منفصلتين من النجوم لهما خصائص كيميائية متميزة، وهي ميزة تُعرف باسم “ثنائية النمط الكيميائي“.

عندما يقوم علماء الفلك بفحص النجوم الواقعة بالقرب من الشمس، فإنهم يحددون باستمرار فئتين رئيسيتين بناءً على الكميات النسبية للحديد (Fe) والمغنيسيوم (Mg) في أغلفتها الجوية. تشكل هذه الفئات “تسلسلين” واضحين في المخططات الكيميائية، على الرغم من تداخلهما جزئيًا في المعدن (مدى ثرائهما بالعناصر الثقيلة مثل الحديد). وقد حير هذا الانقسام الباحثين لسنوات عديدة.

محاكاة حاسوبية لمجرة تشبه درب التبانة من مجموعة ممسك الأعنة، تتنقل بين مناظر النجوم، الغاز الملون بوفرة الحديد (Fe)، والغاز الملون بوفرة المغنسيوم (Mg). طورت المجرة قرصًا غازيًا كبيرًا ومسطحًا يشكل قرصًا رفيعًا من النجوم الشابة والزرقاء. كان القرص الغازي أكثر سمكًا في المراحل المبكرة، مما أدى إلى إنتاج مجموعة من النجوم أقدم وأكثر احمرارًا في قرص نجمي أكثر سمكًا. يشير شريط المقياس الموجود في الزاوية السفلية اليسرى إلى حجم المجرة. للمقارنة، تقع الشمس على بعد حوالي 8 كيلو فرسخ فلكي (KPC) من مركز مجرتنا درب التبانة. المصدر: ماثيو دي أوركني (ICCUB-IEEC)/مشروع Auriga

محاكاة تشكيل المجرات الشبيهة بدرب التبانة

لاستكشاف مصدر هذا التركيب الكيميائي، أجرى العلماء في معهد علوم الكون بجامعة برشلونة (ICCUB) والمركز الوطني للبحث العلمي (CNRS) عمليات محاكاة حاسوبية مفصلة (تسمى محاكاة Auriga). تعيد هذه النماذج إنشاء مجرات شبيهة بدرب التبانة داخل عالم افتراضي. ومن خلال دراسة 30 من هذه المجرات المحاكاة، بحث فريق البحث عن العمليات التي يمكن أن تؤدي إلى التسلسلين الكيميائيين.

إن فهم التاريخ الكيميائي لمجرة درب التبانة يساعد الباحثين على إعادة بناء كيفية تشكل مجرتنا وغيرها في الكون على مدى مليارات السنين. وهذا يشمل مجرة ​​المرأة المسلسلة، وهي أقرب مجرة ​​كبيرة مرافقة لمجرة درب التبانة، حيث لم يتم اكتشاف أي نمط كيميائي ثنائي حتى الآن. تلقي مثل هذه الرؤى الضوء أيضًا على الظروف في الكون المبكر وتأثير تيارات الغاز الكونية واندماجات المجرات.

وقال المؤلف الرئيسي ماثيو أوركني، الباحث في ICCUB ومعهد الدراسات الإسبانية في كاتالونيا (IEEC): “تُظهر هذه الدراسة أن التركيب الكيميائي لمجرة درب التبانة ليس مخططًا عالميًا”.

“يمكن للمجرات أن تتبع مسارات مختلفة للوصول إلى نتائج مماثلة، وهذا التنوع هو المفتاح لفهم تطور المجرات.”

مسارات متعددة لنمط كيميائي ثنائي المسار

تشير عمليات المحاكاة إلى أن المجرات الشبيهة بدرب التبانة يمكنها تطوير تسلسلين كيميائيين متميزين من خلال عدة مسارات مختلفة. في بعض المجرات، تتشكل هذه الثنائية عندما تتبع انفجارات تكوين النجوم المكثفة فترات أكثر هدوءًا. وفي حالات أخرى، يكون الدافع وراء ذلك هو التحولات في تدفق الغاز الذي يدخل المجرة من المناطق المحيطة بها.

تتحدى الدراسة أيضًا افتراضًا سابقًا حول دور Gaia-Sausage-Enceladus (GSE)، وهي مجرة ​​أصغر اصطدمت بمجرة درب التبانة في الماضي. وتظهر النتائج الجديدة أن هذا الاصطدام ليس مطلوبا لظهور النمط الكيميائي المزدوج. بدلًا من ذلك، تسلط عمليات المحاكاة الضوء على أهمية الغاز الفقير للمعادن من الوسط المحيط بالمجرة (CGM)، والذي يساهم في تكوين المجموعة الثانية من النجوم.

علاوة على ذلك، فإن الشكل العام لكل تسلسل كيميائي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتاريخ المحدد لتكوين النجوم في المجرة.

سوف تختبر التلسكوبات الجديدة هذه التوقعات

كما مراصد قوية مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) والبعثات القادمة مثل أفلاطون وسيقدم كرونوس قياسات أكثر وضوحًا للنجوم والمجرات، وسيتمكن العلماء من تقييم نتائج المحاكاة هذه وتحسين النماذج الحالية لتطور المجرات.

قال الدكتور شيرفين لابورت، من ICCUB-IEEC، وCNRS-Observatoire de Paris، وKavli IPMU: “تتنبأ هذه الدراسة بأن المجرات الأخرى يجب أن تظهر مجموعة متنوعة من التسلسلات الكيميائية. سيتم استكشاف هذا قريبًا في عصر 30 مليون تلسكوب، حيث ستصبح مثل هذه الدراسات في المجرات الخارجية روتينية”.

“وفي نهاية المطاف، ستساعدنا هذه أيضًا على تحسين المسار التطوري الفيزيائي لمجرتنا درب التبانة.”

المرجع: “درب التبانة في السياق: تكوين أقراص المجرة والتسلسلات الكيميائية من منظور كوني” 8 ديسمبر 2025، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
دوى: 10.1093/mnras/staf1551

قاد هذا البحث باحثون من معهد علوم الكون بجامعة برشلونة (ICCUB)، ومعهد دراسات الفضاء في كاتالونيا (IEEC) والمركز الوطني للأبحاث الفضائية بالتعاون مع علماء من جامعة ليفربول جون موريس ومعهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.