يتعلق هذا الاكتشاف بأقدم مجرة حلزونية معروفة، يبلغ عمرها أكثر من 12 مليار سنة، وتسمى “BRI 1335-0417″، باعتبارها أقدم مجرة لولبية معروفة في الكون، فإنها تحتل مكانة مهمة في الدراسة لفهم كيفية تشكل المجرات وتطورها.
ووفقا للعلماء، فإن التموجات الموجودة في قرص مجرة “BRI 1335-0417” تكشف عن أنماط نمو المجرة، إذ تظهر الملاحظات حركة القرص المتأرجحة عموديًا مثل التموجات على البركة، وتعتبر هذه المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة هذه الظاهرة، ويمكن أن تساعد التموجات في تفسير تكوين النجوم في المجرة.
تعد هذه الملاحظات جزءًا من بحث جديد نُشر في الجمعية الفلكية الملكية، يحمل عنوان “اكتشاف موجة انحناء القرص في مجرة حلزونية ذات انزياح أحمر 4.4″، للمؤلف الرئيسي، الدكتور تاكافومي تسوكوي.

وأوضح تسوكوي: “كنا مهتمين بكيفية تحرك الغاز داخل المجرة وتوزعه، إذ أن الغاز هو عنصر أساسي لتكوين النجوم ويمكن أن يقدم لنا مؤشرات مهمة حول كيفية تزويد المجرة بوقود تكوين النجوم الخاص بها”.
تُعرف مجرة “BRI 1335-0417” بمعدل تكوين نجوم سريع، إذ إنها تشكل النجوم بشكل أكثر انتشارًا من المجرات الحديثة مثل “درب التبانة”. وتظهر بعض القياسات أنها تشكل النجوم أسرع بمئات المرات من مجرتنا. بطريقة ما، يتم نقل الغاز وتحويله إلى نجوم بكفاءة أكبر من المجرات الأخرى.

ويعد الغاز عنصرًا رئيسيًا في تكوين النجوم ويمكن أن يمنحنا أدلة مهمة حول كيفية قيام المجرة فعليًا بتكوين النجوم.
تم أخذ الملاحظات التي كشفت عن التموجات باستخدام تلسكوب “الألما” اللاسلكي فوق للأمواج الصوتية “ALMA”، وهو عبارة عن مصفوفة “أتاكاما” الكبيرة المليمترية/تحت المليمترية (التردد العالي جدا). تتمتع “ALMA بقوة” خاصة في رصد الغاز والغبار، ما يساعدها على رؤية التموجات التي تشبه تلك التي تنتشر في البركة بعد أن تُلقي حجرا فيها.

هذه التموجات ناتجة عن عوامل خارجية مثل تدفق الغاز الجديد إلى المجرة، أو تفاعلات مع المجرات الصغيرة المجاورة. وأشار تسوكوي إلى أن: “كلا الاحتمالين سيقومان بمهاجمة المجرة بوقود جديد لتكوين النجوم”. وبحسب الباحثون، فإنه يمكن أن تساعد في تفسير سبب تشكل النجوم “BRI 1335-0417” بهذه السرعة.

يمكن للقضبان الموجودة في المجرات الحلزونية أن تدفع عملية تكوين النجوم عن طريق توجيه الغاز من الأذرع إلى المنطقة المركزية للمجرة وتغذية ولادة النجوم هناك. يمكن أن تفسر نفس العملية أيضًا نوى المجرة النشطة.

ويكتب الباحثون: “يبدو الشريط، الذي يبلغ نصف قطره 3.3 +/- 0.2 كيلو فرسخ فلكي (هي وحدة مسافة يستعملها الفلكيون لقياس المسافات الكبيرة للأجرام الفلكية خارج النظام الشمسي) ويربط بين الحلزون ذي الذراعين الذي تم تحديده مسبقًا، واضحًا في كل من صور (C-II) و(الأشعة تحت الحمراء البعيدة)، ما يدفع التطور السريع للمجرة عن طريق توجيه الغاز نحو النواة”.
القضبان في المجرات الحلزونية طبيعية. أظهرت إحدى الدراسات أن أكثر من ربع المجرات الحلزونية بها قضبان. كل من مجرة درب التبانة وأقرب جيراننا، مجرة “المرأة المسلسلة”، عبارة عن مجرة حلزونية مقيدة.

قد تكون القضبان مؤقتة وتتحلل بمرور الوقت، ما يحول المجرات الحلزونية ذات القضبان إلى مجرات حلزونية أكثر بساطة. قد تدوم القضبان حوالي ملياري سنة فقط. وقد تكون دورية وتتشكل وتتحلل بشكل متكرر، ما يساعد في تفسير سبب العثور على الكثير منها.
يؤكد بعض الأفكار الفلكية الراسخة أن تشكيل الشريط هو الفعل الأخير في تطور المجرة.

قال كارتيك شيث من مركز “سبيتزر” للعلوم عند تعليقه سابقا على البحث: “قد يكون تشكيل الشريط هو الفعل المهم الأخير في تطور المجرة الحلزونية”.
وأضاف: “يعتقد أن المجرات تبني نفسها من خلال عمليات الاندماج مع المجرات الأخرى. وبعد الاستقرار، فإن الطريقة المثيرة الأخرى الوحيدة لتطور المجرات هي من خلال عمل القضبان”.

لكن علماء الفلك لم يعثروا قط على شريط في مجرة في هذا الوقت المبكر من الكون.
ويقترح الباحثون آلية مختلفة لكيفية تشكيل القضبان: “يشير الشريط الذي تم تحديده في صور (C-II) و(الأشعة تحت الحمراء البعيدة) للمجرة القرصية الغنية بالغاز إلى منظور جديد لتكوين القضبان المبكر في المجرات الغنية بالغاز ذات الانزياح الأحمر العالي – وهو قرص غني بالغاز غير مستقر الجاذبية ما يخلق شريطا غازيا لتشكل النجوم، بدلاً من شريط نجمي ينبثق من قرص نجمي موجود مسبقًا”.

بحسب مجلة “sciencealert” العلمية يوضح الباحثون: “قد يفسر هذا الهياكل الشبيهة بالقضبان السائدة في صور الأشعة تحت الحمراء البعيدة للمجرات ذات الانزياح الأحمر العالي دون المليمتر”.

إن العثور على هذه التموجات والقضيب في هذه المجرة القديمة يفرض علينا إعادة التفكير. عادةً ما يكون القرص الغازي في مجرة كهذه مستقرًا، لذا تشير التموجات إلى حدوث شيء ما للقرص مؤخرًا.
ومن غير المعروف ما إذا كان التفاعل مع مجرة أخرى أو التفاعل مع سحابة غازية ضخمة. ومع ذلك، فإن الاستنتاج يبدو طبيعيا للمؤلفين، حيث أشاروا إلى أنه، “من الطبيعي أن نفترض أن مثل هذا التفاعل من شأنه أيضًا تنشيط نشاط تكوين النجوم العالية”.

ويؤكد علماء الفلك أن المجرات تتشكل وتتطور من خلال الاندماج مع المجرات الأخرى ومع السحب الغازية الضخمة، وهذه النتائج لا تتحدى الفكرة، لكن ملاحظة التموجات الملحوظة تعطي الباحثين نافذة أخرى على كيفية عمل كل شيء.