https://bodybydarwin.com
Slider Image

قد يكون لدينا أخيرا وسيلة لوزن درب التبانة

2021

تخيل أنك عشت طوال حياتك في بلدة واحدة ، وليس لديك أدنى فكرة عن حجم هذه المدينة ومدى امتدادها. في عام 2019 ، هذا احتمال لا يمكن تصوره. ولكن من منظور فلكي ، هذا هو موقفنا بالضبط - ليس لدينا أي فكرة عن حجم مجرة ​​درب التبانة أو حجمها الفعلي. لحسن الحظ ، لدى العلماء بعض الأفكار حول كيفية الإجابة على هذه الأسئلة. في دراسة جديدة ستُنشر في مجلة The Astrophysical Journal ، أبلغ العلماء عن تقدير جديد ومحسّن لمدى حجم درب التبانة: يزن كتلة الشمس بمقدار 1.5 تريليون مرة ، مع دائرة نصف قطرها تمتد إلى حوالي 129000 سنة ضوئية من مركز المجرة.

ليس من المستغرب تمامًا أننا فشلنا سابقًا في ربط كتلة درب التبانة. تتكون المجرة من مليارات على مليارات على مليارات من النجوم الساخنة والكريهة والكواكب والأشياء من جميع الأنواع والأحجام ، تتناثر من خلال فراغ مظلم. وما يقرب من 90 في المئة من كل شيء هناك مادة مظلمة ، والتي لم نلاحظها مباشرة بأي صفة (نحن نعرف فقط أنها موجودة لأننا نستطيع مراقبة قوى الجاذبية التي تعمل على الأشياء التي يمكننا رؤيتها). تراوحت تقديراتنا السابقة لكتلة المجرة بين 500 إلى 3 تريليونات كتلة شمسية.

هذا الغموض ليس مجرد لغز معزول. ينزف ويعرقل العمل الذي يتبعه علماء الفلك الآخرون. يقول س. توني سون ، العالم بمعهد علوم الفضاء الفضائي في بالتيمور والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة: "بما أننا نعيش في درب التبانة ، فلا توجد مجرات أخرى نفهمها بشكل أفضل". "هذا يعني أن الكثير من الأشياء ، مثل نماذجنا الكوسمولوجية ، يتم معايرتها وفقًا لطريقة درب التبانة." نستخدم أساسًا درب التبانة كمرجع لنا لفهم كيف ينشأ كل شيء في الكون ويتطور ، بما في ذلك درب التبانة نفسه.

يقول Sohn: في النماذج التي نستخدمها لإجراء هذا العمل ، أهم كمية مادية هي الكتلة. بدون كتلة ، لا يمكننا ، على سبيل المثال ، معرفة كيف تعمل المادة المظلمة في المجرة وأين يمكن تحديد موقعها أو التنبؤ بما سيحدث عندما تصطدم مجرة ​​أندروميدا بمجملها في ثمانية مليارات سنة. الكتلة هي كل شيء.

نظرًا لأنه لا يمكنك وضع مجرة ​​درب التبانة بشكل جيد على نطاق هائل ، كيف تقيس كتلتها؟ تتمثل إحدى الطرق في قياس حركات الكائنات الأخرى في المجرة ومعرفة مدى سرعة الحركة أو بطئها استنادًا إلى موضعها الأصلي. والفكرة هي أنه كلما كانت مجرة ​​درب التبانة أكثر كثافة ، زادت قوة الجاذبية التي تمارسها المجرة على الأشياء ، مما تسبب في تحركها بشكل أسرع.

تاريخيا ، كان من الصعب دراسة هذه الاقتراحات في أكثر من بعد واحد. هذا هو المكان الذي تأتي فيه مهمة Gaia غير المسبوقة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA). الغرض منها هو مسح السماء ليلا بأكملها وتصنيف أكبر عدد ممكن من النجوم وتوفير سرعاتها ثلاثية الأبعاد. "إذا حصلت على فكرة أفضل عن الحركات ثلاثية الأبعاد ، يقول Sohn ، يمكنك في الواقع الحصول على تقدير كتلة أكثر موثوقية." استخدم هو وزملاؤه الإصدار الثاني من المهمة لتتبع حركات مجموعات درب التبانة الكروية وغيرها من تكتلات النجوم.

تمكنت المجموعة من استخدام بيانات Gaia لتوصيف حوالي 34 مجموعة كروية مختلفة تقع على بعد 65000 سنة ضوئية. ولكن في حين أن Gaia قادر على التحديق في الفضاء من خلال رؤية واسعة بشكل لا يصدق ، إلا أن عمقه محدود. لذا قام صون وفريقه بدعم جمع البيانات الخاصة بهم باستخدام ملاحظات هابل التي استمرت لعقد من الزمن لـ 12 مجموعة أخرى تصل إلى 130،000 سنة ضوئية من الأرض. بعد ذلك ، قام الفريق بتوصيل الأرقام إلى نماذج يمكن أن تحدد الكتلة ، وفويلا - لدينا تقدير قدره 1.5 تريليون كتلة شمسية لطريقة درب التبانة.

هذا لا يعني أن التقدير الجديد مثالي ، أو سيساعد في الإجابة على الأسئلة الكونية الأكبر لدينا. في الواقع ، وفقًا لسون ، فإن الأرقام الجديدة دقيقة فقط إلى حوالي 30 إلى 40 بالمائة ، وهو يعترف بأنها ربما تكون بعيدة عن القيمة الحقيقية لكتلة درب التبانة. في بحث مثالي مثل هذا ، ستكون قادرًا على دراسة الأجسام المتحركة طوال الطريق إلى حافة المجرة ، لكن غايا لا يمكنه رؤية ذلك بعيدًا. يقتصر علماء الفلك على أخذ ما نعرفه من أقرب إلى الأرض ، واستقراء تلك القيم في تقريبات أبعد استنادًا إلى أفضل أدواتنا.

ومع ذلك ، فإن هذا التحسن الهائل في النماذج السابقة ، ومن المثير للاهتمام معرفة أن هذه القيمة ستحصل فقط على المزيد من الدقة عند إجراء المزيد من الملاحظات وتصبح أدواتنا أكثر وضوحًا. يقول سون إن الإصدار الثالث من بيانات Gaia يجب أن يتم إصداره في غضون بضع سنوات فقط ، وسيكون لدى الفريق وقت سهل نسبيًا في تطبيق نفس الطريقة التي استخدموها في هذه الدراسة ومراجعة عدد الكتلة إلى شيء أكثر دقة. ومع كل مراجعة ، فإن إطار عملنا لفهم ماضي وحاضر ومستقبل الكون مليء بمزيد من الوضوح.

إذا نمت مخًا في مختبر ، فهل سيكون له ذهنه؟

إذا نمت مخًا في مختبر ، فهل سيكون له ذهنه؟

كيف تتخلل تكنولوجيا Formula One الهجينة من مرسيدس AMG سيارات الطرق

كيف تتخلل تكنولوجيا Formula One الهجينة من مرسيدس AMG سيارات الطرق

الحقيقة حول اتصال الجوز الدماغ

الحقيقة حول اتصال الجوز الدماغ