يسعى الباحثون إلى فهم كيفية تأثير مناطق "الويب الكوني" على سلوك المجرات

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

30 يناير 2024 (أخبار Nanowerk) ويأمل الباحثون في جامعة كانساس في التوصل إلى فهم أفضل للآليات المعقدة وراء تطور المجرات، التي تنتقل عبر "الشبكة الكونية" من البيئات المختلفة خلال فترات حياتها. يقود جريجوري رودنيك، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة الكويت، فريقًا حصل مؤخرًا على منحة بقيمة 375,000 ألف دولار من مؤسسة العلوم الوطنية لدراسة "محتوى الغاز وخصائص تكوين النجوم في المجرات" التي تتغير اعتمادًا على المكان الذي تتحرك فيه عبر المجرات. الكون. وقال رودنيك: "الهدف الأساسي لهذا المشروع هو فهم تأثير العوامل البيئية على تحول المجرات". "في الكون، تنتشر المجرات في توزيع غير منتظم يتميز بكثافات متفاوتة. وتتجمع هذه المجرات في مجموعات كبيرة تضم مئات إلى آلاف المجرات، بالإضافة إلى مجموعات أصغر تتكون من عشرات إلى مئات المجرات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون المجرات جزءًا من هياكل خيطية ممدودة أو يمكن أن تتواجد في حالة معزولة في مناطق منخفضة الكثافة في الكون، كما قال. الغاز والنجوم في كتلة المجرة

محاكاة حاسوبية لما يبدو عليه الغاز والنجوم في مجموعة مجرات، مع تسليط الضوء على كيفية دمج مجموعات المجرات في شبكة كونية من الخيوط. في الصور الملونة، تمثل شدة الصورة ولونها كثافة الغاز ودرجة حرارته. تُظهر هذه الأشكال تكبيرات متتالية لمجرة مدمجة في فتيل. بعكس اتجاه عقارب الساعة من أعلى اليمين، تمثل أشرطة المقياس أطوال 3.3 مليون سنة ضوئية، 3.3 مليون سنة ضوئية، 330 ألف سنة ضوئية، 33 ألف سنة ضوئية. تُظهر الصورة الموجودة في أسفل اليمين النجوم الموجودة في المجرات في هذه المجموعة المحاكية، مع شريط مقياس يتوافق مع 330 ألف سنة ضوئية. سيستخدم برنامج WISESize عمليات الرصد لقياس التوزيع المكاني للغاز والنجوم في المجرات أثناء تحركها عبر الشبكة الكونية التي تتخلل الكون القريب. ومن خلال المقارنة بعمليات المحاكاة مثل تلك الموضحة هنا، سيتمكن رودنيك ومعاونوه من تحديد كيفية تغيير الشبكة الكونية للمجرات. (الصورة: يانيك باهي) ركزت الجهود السابقة في الغالب على مقارنة المجرات في العناقيد والمجموعات بتلك الموجودة في المناطق الأقل كثافة في الكون، والتي تسمى "المجال". وأهملت هذه الدراسات الطريق السريع للخيوط التي تربط المناطق الأكثر كثافة. سيأخذ فريق رودنيك في الاعتبار النطاق الديناميكي الكامل للكثافات في الكون من خلال التركيز على كيفية تفاعل المجرات مع البيئة في الخيوط التي توجهها نحو المجموعات المجرية وإلى مجموعات المجرات، مما يغير تطور المجرات على طول الطريق. وقال رودنيك: "تتبع المجرات طريقًا إلى هذه الخيوط، حيث تعيش بيئة كثيفة لأول مرة قبل أن تتقدم إلى مجموعات وعناقيد". "إن دراسة المجرات في الخيوط تسمح لنا بفحص اللقاءات الأولية للمجرات مع البيئات الكثيفة. غالبية المجرات التي تدخل "المراكز الحضرية" للمجموعات تفعل ذلك على طول هذه "الطرق السريعة"، مع وجود عدد قليل فقط يسلك الطرق الريفية التي تنقلها إلى العناقيد والمجموعات دون التفاعل كثيرًا مع محيطها. في حين أن الخيوط تشبه الطرق السريعة بين الولايات، فإن هذه الطرق الأقل حركة مرورًا إلى المناطق الكثيفة تشبه تشبيه القيادة على الطرق الريفية في كانساس للوصول إلى حدود المدينة. يمكن أن توجد المجرات في خيوط أو تكون في مجموعات تتواجد في خيوط مثل الخرز الموجود في خيط. وفي الواقع، فإن معظم المجرات في الكون توجد ضمن مجموعات. لذلك، من خلال دراستنا، سنكتسب في الوقت نفسه نظرة ثاقبة حول بداية التأثيرات البيئية على المجرات وكيفية تصرف المجرات في المناطق التي توجد فيها بشكل شائع، مثل الخيوط والمجموعات. سيكون التركيز الرئيسي للدراسة هو كيفية تغيير الظروف داخل هذه الخيوط والحقول والمجموعات وعناقيد المجرات "دورة الباريون" للغازات داخل المجرات وحولها. يغير كل حي كوني كيفية تصرف الغاز داخل المجرات وما حولها، ويمكن أن يؤثر حتى على الغاز الجزيئي الأكثر كثافة الذي تتشكل منه النجوم. وبالتالي، فإن اضطرابات دورة الباريون هذه يمكن أن تعزز أو تعيق إنتاج النجوم الجديدة. في الآونة الأخيرة، صنف تقرير فيدرالي صادر عن المجتمع الفلكي لتحديد أهداف البحث الفلكي لعشرينيات القرن الحالي - المسح العقدي Astro2020 - فهم دورة الباريون كموضوع علمي رئيسي للعقد القادم. "الفضاء بين المجرات يحتوي على الغاز. وقال رودنيك: «في الواقع، معظم الذرات الموجودة في الكون موجودة في هذا الغاز، ويمكن لهذا الغاز أن يتراكم في المجرات». "يخضع هذا الغاز الموجود بين المجرات للتحول إلى نجوم، على الرغم من أن كفاءة هذه العملية منخفضة نسبيًا، حيث تساهم نسبة صغيرة فقط في تكوين النجوم. وتطرد غالبيتها على شكل رياح كبيرة. بعض هذه الرياح تخرج إلى الفضاء، وتسمى بالتدفقات الخارجية، بينما يتم إعادة تدوير البعض الآخر والعودة. يشار إلى هذه الدورة المستمرة من التراكم وإعادة التدوير والتدفقات الخارجية باسم دورة الباريون. يمكن تصور المجرات على أنها محركات معالجة الباريون، حيث تسحب الغاز من الوسط بين المجرات وتحول بعضًا منه إلى نجوم. النجوم، بدورها، تتحول إلى مستعر أعظم، وتنتج عناصر أثقل. ويتم نفخ جزء من الغاز إلى الفضاء، ليشكل نافورة مجرية تعود في النهاية إلى المجرة. ومع ذلك، قال رودنيك إنه عندما تواجه المجرات بيئة كثيفة، فإنها يمكن أن تواجه ضغطًا ناتجًا عن مرورها عبر الغاز المحيط بها، ويمكن لهذا الضغط بدوره أن يعطل دورة الباريون إما عن طريق إزالة الغاز بشكل فعال من المجرة أو عن طريق حرمان المجرة من مستقبلها. إمدادات الغاز. في الواقع، في مراكز العناقيد، يمكن للمجرات أن تجد قدرتها على صنع النجوم قد اختفت عندما يتم إزالة إمدادات الغاز الخاصة بها. وقال: "يؤثر الاضطراب على امتصاص المجرات للغاز وطرده، مما يؤدي إلى تغييرات في عمليات تكوين النجوم". "على الرغم من أنه قد تكون هناك زيادة مؤقتة في تكوين النجوم، إلا أنها في جميع الحالات تقريبًا تؤدي في النهاية إلى انخفاض في تكوين النجوم". سيشمل متعاونو رودنيك في جامعة الكويت طلاب دراسات عليا مثل كيم كونجر، الذي ساعد عمله في صياغة مقترح المنحة، إلى جانب باحثين جامعيين. كما ستقوم روز فين، الباحثة الأساسية المشاركة له، وأستاذة الفيزياء وعلم الفلك في كلية سيينا، بتوظيف الطلاب وتدريبهم. سيستخدم الباحثون مجموعات البيانات الفلكية مثل DESI Legacy Survey وWISE وGALEX لتصوير حوالي 14,000 مجرة. سيتم إجراء عمليات رصد جديدة إضافية من قبل العاملين في كلا الحرمين الجامعيين باستخدام تلسكوب Planewave الذي يبلغ طوله 0.7 متر في سيينا للحصول على تصوير جديد للمجرات المجهزة بمرشح مخصص سيتم شراؤه عبر المنحة.  