غايا يتتبع النجوم الأخوة في درب التبانة

يولد النجوم في السحب الكبيرة من الغاز والغبار في الفضاء. بينما ننظر إلى مجرة ​​درب التبانة ، نرى بعض النجوم التي لا تزال معلقة في عائلاتها الأصلية. نقول هذه النجوم تكمن في مجموعات النجوم المفتوحة. وُلدت شمسنا بالتأكيد في مثل هذه السحابة ، التي تفرقت نجومها الآن في مجرة ​​درب التبانة بشكل عام ، متحرِّكة مع مجرى النجوم العام حول مركز المجرة. البحث عن أشقاء الشمس المفقودة مستمر. ولكن ماذا لو استطعنا أن نتعرف ليس فقط على أشقاء شمسنا ولكننا نرغب في تشقيق النجوم عبر مساحة واسعة من درب التبانة؟ في الواقع ، يمكننا ذلك. لقد أعطتنا المركبة الفضائية غايا المذهلة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) تلك القدرة. وخلافا لما يعتقد علماء الفلك - بدلا من مغادرة منزل الشباب ، كما هو متوقع - تم العثور على أشقاء النجوم التي كشفت عنها غايا في مجموعات النجوم الطويلة الأمد. يشير علماء الفلك حاليًا إلى هذه المجموعات من أشقاء النجوم على أنها "سلاسل".

أوضح بيان صادر عن وكالة الفضاء الأوروبية في 28 آب (أغسطس) 2019 لماذا كانت المعلومات عن عائلات النجوم أو الأوتار طويلة جدًا في المستقبل:

يمثل استكشاف التوزيع والتاريخ الماضي لسكان النجوم في مجرتنا تحديًا خاصًا لأنه يتطلب من علماء الفلك تحديد أعمار النجوم. هذه ليست تافهة على الإطلاق ، لأن النجوم "المتوسطة" من كتلة مماثلة ولكن الأعمار المختلفة تبدو متشابهة إلى حد كبير.

لمعرفة متى تشكل النجم ، يجب على الفلكيين بدلاً من ذلك أن ينظروا إلى مجموعات النجوم التي يُعتقد أنها تشكلت في نفس الوقت - لكن معرفة النجوم التي هي أشقاء تشكل تحديًا آخر ، لأن النجوم لا تتدلى بالضرورة لفترة طويلة في المهود النجمية حيث تشكيلها.

منظر مباشر لعائلات النجوم - النجوم الشقيقة المولودة من سحابة واحدة من الغاز - في مجرتنا درب التبانة ، خلال 3000 سنة ضوئية من شمسنا (مركز الصورة). درب التبانة 100000 سنة ضوئية. النجوم في مجموعات اليوم تظهر كنقاط. تظهر المجموعات المتحركة - النجوم المولودة معًا والتي لا تزال تتحرك معًا في الفضاء - كخطوط سميكة. يعتمد المخطط على بيانات من الإصدار الثاني المفيد بشكل مذهل لمهمة غايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية. الصورة عبر M. Kounkel & K. Covey (2019).

تعد مارينا كونكل من جامعة ويسترن واشنطن مؤلفة رئيسية للدراسة الجديدة التي استعرضها النظراء والتي نشرت في 23 أغسطس 2019 في المجلة الفلكية . شرحت:

لتحديد النجوم التي تشكلت معًا ، نبحث عن النجوم تتحرك بشكل مشابه ، حيث أن كل النجوم التي تكونت داخل نفس السحابة أو الكتلة سوف تتحرك بطريقة مماثلة.

لقد علمنا بوجود عدد قليل من مجموعات النجوم "المشاركة في الحركة" بالقرب من النظام الشمسي ، لكن غايا مكنتنا من استكشاف درب التبانة بتفصيل كبير للوصول إلى مسافات أكبر بكثير ، وكشف الكثير من هذه المجموعات.

استخدمت Kounkel بيانات من إصدار بيانات Gaia الثاني في أبريل 2018 لتتبع بنية ونشاط تكوين النجوم في مساحة من الفضاء تحيط بنظامنا الشمسي ، ولاستكشاف كيف تغير هذا بمرور الوقت. يسرد إصدار البيانات هذا الحركات والمواقف لأكثر من مليار نجم بدقة لم تتحقق إلا منذ إطلاق غايا في عام 2013. وقد استخدمت غايا أداة السبر غير المروعة لعلم الفلك للقيام بشيء مذهل للغاية. يرسم القمر الصناعي خريطة ثلاثية الأبعاد لمجرتنا ، مع تحديد مواقع وحركات وديناميات نجوم درب التبانة ، إلى جانب معلومات إضافية حول العديد من هذه النجوم. لا يمكنني التأكيد بما فيه الكفاية على كيفية قيام Gaia بإتاحة رؤية درب التبانة التي لم نواجهها من قبل. فيما يتعلق بهذه الدراسة ، قالت وكالة الفضاء الأوروبية:

كشف تحليل بيانات غايا ، بالاعتماد على خوارزمية للتعلم الآلي ، ما يقرب من 2000 مجموعة لم يتم تحديدها من قبل ومجموعات مشتركة من النجوم تصل إلى حوالي 3000 سنة ضوئية - ما يقرب من 750 ضعف المسافة إلى بروكسيما سنتوري ، الأقرب نجم إلى الشمس.

وحددت الدراسة أيضًا أعمار مئات الآلاف من النجوم ، مما يجعل من الممكن تعقب "الأسر" النجمية والكشف عن ترتيباتها المدهشة.

العائلات النجمية في سماء غايا. الصورة عبر ESA / Gaia / DPAC ؛ البيانات: M. Kounkel & K. Covey (2019).

وأضاف كونكل:

تم العثور على حوالي نصف هذه النجوم في تكوينات طويلة تشبه السلسلة تعكس ملامح موجودة في السحب المولدية العملاقة.

كنا نظن عمومًا أن النجوم الشباب سيتركون مواقع ميلادهم بعد بضعة ملايين من السنين من تكوينها ، ويفقدون علاقاتهم مع أسرهم الأصلية تمامًا - لكن يبدو أن النجوم يمكن أن تبقى قريبة من إخوتهم لمدة تصل إلى بضعة مليارات من السنين.

وإليك حقيقة أخرى مثيرة للاهتمام حول سلاسل النجوم هذه ، كما كشف عنها Gaia:

يبدو أن الأوتار موجهة أيضًا بطرق معينة فيما يتعلق بالأذرع الحلزونية لمجرتنا - وهو أمر يعتمد على أعمار النجوم داخل سلسلة. هذا واضح بشكل خاص بالنسبة لأصغر الأوتار ، التي تتكون من نجوم تقل أعمارهم عن 100 مليون عام ، والتي تميل إلى أن تكون موجهة في زوايا قائمة بذراع حلزونية أقرب إلى نظامنا الشمسي.

يشك علماء الفلك في أن الأوتار الأقدم للنجوم يجب أن تكون عموديًا على الأذرع الحلزونية التي كانت موجودة عندما تشكلت هذه النجوم ، والتي أعيد تشكيلها الآن على مدار المليار عام الماضية.

كيفن كوفي ، أيضًا من جامعة ويسترن واشنطن ، مؤلف مشارك في الدراسة. هو قال:

يُظهر قرب وتوجه أصغر السلاسل إلى أذرع حلزونية درب التبانة في الوقت الحاضر أن الأوتار الأقدم هي "سجل أحفوري" مهم للبنية الحلزونية لمجرتنا.

لا تزال طبيعة الأسلحة الحلزونية موضع نقاش ، حيث كان الحكم عليها هياكل مستقرة أو ديناميكية لم تتم تسويتها بعد. ستساعدنا دراسة هذه الأوتار الأقدم على فهم ما إذا كانت الأذرع ثابتة في الغالب ، أو إذا كانت تتحرك أو تتبدد وتعيد تشكيلها خلال بضع مئات من ملايين السنين - تقريبًا الوقت الذي تستغرقه الشمس حتى تدور حول مركز المجرة (أ) بضع مرات.

يتم التخطيط لمزيد من إصدارات Gaia ، بما في ذلك المزيد من البيانات الدقيقة بشكل متزايد ، خلال العقد القادم ، لتزويد علماء الفلك بالمعلومات التي يحتاجون إليها لإظهار تاريخ تكوين النجوم لمجرتنا. قال تيمو بروستي ، عالم مشروع غايا في وكالة الفضاء الأوروبية:

تعد Gaia مهمة رائدة حقًا وتكشف عن تاريخ درب التبانة والنجوم المكونة لها - كما لم يحدث من قبل.

إذا كنت تتابع Gaia ، فسوف توافق!

نظرة مباشرة على المجموعات النجمية والأوتار في مجرة ​​درب التبانة. الصورة عبر M. Kounkel & K. Covey (2019).

خلاصة القول: كشف تحليل جديد للبيانات من إصدار بيانات غايا الثاني أن أشقاء النجوم - النجوم المولودة من نفس سحابة الغاز والغبار في الفضاء - يجتمعون معًا في مجموعات نجوم طويلة الأمد تتحرك حول وسط درب التبانة. يشير علماء الفلك إلى هذه المجموعات باسم "الأوتار".

المصدر: فك تشفير المجرة. 1. الهيكل المحلي وتاريخ تشكيل النجوم لطريقة اللبني

عبر وكالة الفضاء الأوروبية