تحديد بصمات المجرات يقدم أدلة جديدة حول تطور المجرات

اتخذ علماءُ الفلك خطوةً جديدةً تقربهم نحو فهم تطور المجرات، ويعود الفضل في ذلك إلى بحث جديد يقارن بين التركيب الكيميائي للمجرات البعيدة وتلك القريبة منا.

قام تريستن بيرغ Trystyn Berg المرشح لمنصب الدكتوراة في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة فيكتوريا بدراسة العمليات الداخلية في المجرات البعيدة التي تكونت في أول ثلاثة مليارات عام من عمر الكون. ولكن كيف يمكنك دراسة شيء يقع على بعد 50 مليون سنة ضوئية بالتفصيل؟

يقول بيرغ: "لا يمكننا رؤية النجوم المفردة ضمن هذه المجرات لأنها بعيدة جداً حتى بالنسبة لأقوى التلسكوبات". وقد استخدم بيرغ تقنية تستفيد من عمليات إطلاق النجوم لمنتجاتها الغازية عندما تنفجر.

ويشرح بيرغ: "النجوم هي بمثابة مراجل كونية، فهي قد خلقت العناصر التي تؤلف أجسادنا. وقد استهلكت وقودها وأطلقت نواتجها الغازية داخل المجرة خلال انفجارها كمستعرات أعظمية (supernova)".

بالاعتماد على خصائص المجرة فإن محتواها الكيميائي يمكن أن يخبرنا عن كيفية تطورها عبر الزمن، وما هو عدد النجوم فيها، وماهي أنواع النجوم التي كونتها. وللحصول على هذه المعلومات فإن الباحثين يرصدون نقاطاً بعيدة وكثيفة من الضوء تعرف باسم الكوازارات (quasars)، والتي تكون هناك مجرات تتوضع أمامها مباشرة.

يقول بيرغ: "إن كامل كمية الغاز في المجرة ستمتص جزءاً من ضوء الخلفية القادم من الكوازار لتترك بصمة من العناصر الموجودة ضمن المجرة". ويضيف بيرغ قائلاً: "يمكن لهذه البصمة الكيميائية أن تعطينا بعضاَ من الدلائل المفيدة جداً حول التاريخ التطوري للمجرة".

وبالرغم من وفرة البيانات التي جُمعت من المجرات البعيدة بهذه الطريقة طوال العقد الماضي، إلا أنه لم يقم أحد حتى الآن بإجراء مقارنة مع ما نراه في المجرات القريبة.

وقد رصد بيرغ وزملاؤه ما يقارب 30 مجرة بعيدة باستعمال أرصاد تلسكوب كيك (Keck telescope) -وهو أحد أكبر المراصد البصرية في العالم- لتضاف إلى النموذج السابق الذي يضم 310 مجرة. ومع هذه البيانات الإضافية تمكن الفريق من مقارنة الخصائص الكيميائية بين المجرات البعيدة وبين ما يقارب 2000 نجم ضمن ستة من المجرات القربية بما فيها مجرة درب التبانة.

يقول بيرغ: "وجدنا أن العديد من المجرات البعيدة مشابهةً للمجرات منخفضة الكتلة القريبة منا". ويضيف: "من المدهش أن نرَ كيف تمكن الكون من بناء الوحدات الأساسية لنظام مجرة درب التبانة في وقتٍ قصير لا يتعدى ثلاثة مليارات سنة".

ويردف بيرغ قائلاً: "تعتبر هذه الأرصاد انطلاقة تسمح لنا بالتعرف على المجرات المبكرة التي أتت منها نجوم المجرات الحديثة. لا نزال عاجزين عن فهم الكيفية التي تشكلت بها بعض الأجزاء من جملة مجرة درب التبانة، ونتائجنا الحالية تحدد الخصائص الكيميائية التي يتوجب البحث عنها للإجابة عن هذا السؤال".