أظهر علماء الفلك لأول مرة أن حتى أصغر المجرات في الكون لها هياكل معقدة تشير إلى تاريخ معقد. باستخدام تلسكوب سوبارو ، اكتشف فريق من علماء الفلك من المرصد الفلكي الوطني الياباني ومعهد الفيزياء في ليتوانيا وجامعة دورهام ومرصد باريس وجامعة كيوتو ومرصد غونما الفلكي وجامعة طوكيو هالة ممتدة من النجوم بقطع حاد في المجرة القزمة غير النظامية Leo A ، وهي عضو في المجموعة المحلية للمجرات التي تتضمن درب التبانة. يتحدى هذا الاكتشاف السيناريوهات الحالية لتشكيل المجرات من خلال إظهار أنه بدلاً من كونها حافظة لبنات البناء البكر التي تتحد لتشكل مجرات أكبر ، فإن المجرات القزمة غير المنتظمة لها تاريخها الخاص في البناء.
يُعد فهم تكوين المجرة وتطورها بمقاييس زمنية مماثلة لعمر الكون أحد أكبر تحديات علم الفلك. في سيناريوهات علم الكونيات القياسي (الملاحظة 1) ، يتم بناء المجرات من خلال الدمج الهرمي: تقلبات كثافة بدائية صغيرة في التوزيع السلس للمادة في الكون المبكر تنمو وتتحد لتشكل هياكل أكبر مثل درب التبانة. أكثر أنواع المجرات في الكون - المجرات القزمة غير المنتظمة (الملاحظة 2) - من المفترض أن تحافظ على خصائصها دون تغيير على مدى مليارات السنين وتمثل كتل بناء بدائية نقية. هذا هو أحد الأسباب التي جعلت الفلكيين يدرسون في الآونة الأخيرة مجرات قزمة غير منتظمة باهتمام كبير.
قام الفريق بقيادة الأستاذين نوبو أريموتو (المرصد الفلكي الوطني الياباني) وفلاداس فانسيفيسيوس (معهد الفيزياء ، ليتوانيا) بدراسة ليو أ - مجرة قزم غير منتظمة معزولة وغنية بالغاز مع 0.01٪ فقط من كتلة درب التبانة و عناصر كيميائية ذات نسبة منخفضة تنتجها الأجيال السابقة من النجوم. تشير هذه الخصائص إلى أن هذه المجرة قد تطورت دون تفاعل كبير مع المجرات الأخرى. يعتقد أن هذه المجرة ذات بنية بسيطة للغاية ، على عكس المجرات القرصية الكبيرة مثل درب التبانة. ومع ذلك ، يجب تغيير هذا المنظر بسبب التصوير العميق للمناطق الخارجية لهذه المجرة باستخدام تلسكوب سوبارو.
قبل هذه الملاحظات ، كان من المعروف بالفعل أن لدى Leo A حجم زاوي كبير (7 × 5 × ؛ ملاحظة 3) وكان تلسكوب سوبارو المجهز بكاميرا التركيز الرئيسية (سوبريم-كام) أداة مثالية لدراسة النجوم في الحدود الخارجية للمجرة (الشكل 1). يغطي التعرض الفردي باستخدام كاميرا Supimeime مجال رؤية 34 × 27 × (حجم البكسل 0 بوصة. 2 × 0 بوصة .2) مع حساسية عالية. حصل الفريق على صور بصرية للمجرة القزمة غير المنتظمة Leo A مع ثلاثة فلاتر واسعة النطاق في نوفمبر 2001. من أجل تتبع المدى الكامل للنجوم القديمة في Leo A ، استخدم الفريق نجوم الفرع الأحمر العملاق (RGB) التي تطورت منخفضة - كتل النجوم ذات لمعان عالي جدًا ومن المتوقع أن تمثل جيدًا الهياكل الممتدة للمجرات. قاموا بالتحقيق داخل القطع الناقص للمحور شبه الرئيسي a = 12 ′ الذي يغطي المجرة بالكامل ، واكتشفوا 1394 نجمًا RGB موزعة بشكل متماثل وسلاسة داخل هذا المجال.
يوضح الشكل 2 المظهر الشعاعي لكثافة عدد الأسطح للنجوم العملاقة الحمراء. وجد الفريق بنية قرص أكبر بكثير (مع محور شبه رئيسي من 5.5 ′) من المعروف سابقًا (3.5 ′). علاوة على ذلك ، سمحت الملاحظات العميقة باكتشاف مكون نجمي جديد في المجرات القزمة غير المنتظمة ، والتي يطلق عليها الفريق هالة؟ (5.5′ -7.5 ′) ، التي لها منحدر أقل حدة في كثافة عدد نجوم RGB. ينتهي عنصر الهالة عند 8 ′ من مركز المجرة بقطع حاد في توزيع نجوم RGB. إن وجود مثل هذه الهالة في المجرات القزمة غير المنتظمة لم يتم تأكيده قبل هذه الملاحظات.
إن حجم Leo A الذي كشفت عنه هذه الملاحظات الجديدة هو ضعف حجمه المقبول سابقًا ، مما يشير إلى أنه حتى في الكون القريب ، نرى المجرات فقط على أنها "نصائح عن جبال الجليد" التي تم تمديدها عدة مرات في الواقع.
الهالة المكتشفة حديثًا بقطع نجمي حاد وقرص المجرة القزمة غير المنتظمة Leo A يشبه إلى حد كبير الهيكل وكذلك المحتوى النجمي والغازي الموجود في المجرات القرصية الكبيرة مثل مجرة درب التبانة. يعتقد أن البنية المعقدة للمجرات الكبيرة الضخمة نتيجة لدمج المجرات الأقل كتلة مثل المجرات القزمة غير المنتظمة. ومع ذلك ، تكشف هذه الدراسة بوضوح أن المجرة القزمة غير المنتظمة Leo A تحتوي بالفعل على مكونات قرص وهالة ، وتقترح تاريخ تراكم معقد حتى للمجرات ذات الكتلة المنخفضة جدًا مثل Leo A ، والتي من المفترض أن تتشكل مباشرة من تقلبات الكثافة البدائية في الكون المبكر (الملاحظة 1) ، ويتحدى الفهم المعاصر لتطور المجرة. يعتقد الأستاذان ن. أريموتو و ف. فانسيفيسيوس أن ليو أ هو حجر رشيد؟ (ملاحظة 4) لفهم عملية تكوين المجرة وتطورها.
تم قبول البحث العلمي لهذا البحث للنشر في 20 أغسطس 2004 ، رسائل مجلة الفيزياء الفلكية (المجلد 611 ، العدد 2 ، L93).
المصدر الأصلي: بيان صحفي سوبارو
