يقدم البحث الذي أجراه عالم الفيزياء الفلكية من جامعة نوتنغهام أول دليل رصدي للطريقة التي تتشكل بها المجرات الضخمة في عالمنا. تعتبر نتائج الأبحاث بعيدة المدى ويستخدمها علماء الفلك لدراسة العمليات التي تبدو غير مرتبطة ببعضها البعض، مثل تكوين الثقوب السوداء وعملية تكوين نجوم الكون.
الدراسة التي أجراها الدكتور كريستوفر ج. يستخدم كونسيليس، من كلية الفيزياء وعلم الفلك بالجامعة، والذي نُشر في عدد 20 فبراير من مجلة الفيزياء الفلكية، أعمق الصور التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي لدراسة المجرات الشابة التي يبلغ عمرها 2 مليار سنة. ووجد فريقه أن معظم المجرات الضخمة في بداية الكون خضعت لعمليات اندماج متعددة رائعة.
وتؤدي هذه الاندماجات إلى تكوين نجوم جديدة من اصطدامات السحب الغازية، ويبدو أنها تغذي وتوسع عناقيد الثقوب السوداء الكامنة في مراكز جميع المجرات.
يساعد هذا العمل في التأكيد بشكل قاطع على ما كان العلماء يأملون في تأكيده لفترة طويلة - تتشكل المجرات الضخمة عندما تندمج المجرات الصغيرة معًا - وهو تنبؤ مهم وغير مثبت حتى الآن لنموذج التنبؤ المعياري الكوني المركزي.
يقول الدكتور كونسيليس: "تظهر لنا النتائج أن المجرات الأكثر ضخامة التي نراها في الكون اليوم، والتي هي سلبية وقديمة، شهدت ذات يوم تصادمات واندماجات سريعة مع بعضها البعض، وهو ما اتضح أنه كيف تتشكل المجرات".
في حين تمت دراسة المجرات البعيدة لأكثر من عقد من الزمان، إلا أن مسألة كيفية تشكلها بالشكل الذي نراها اليوم ظلت لغزا حتى الآن.
تتمتع المجرات الناشئة بكتلة منخفضة، وقد تصارع علماء الفلك منذ فترة طويلة مع مسألة كيفية تشكل هذه الأنظمة في المجرات الضخمة الموجودة في الكون المحلي. تظهر نتائج كونسيليس أن المجرة الضخمة النموذجية قد خضعت من 4 إلى 5 عمليات اندماج مع مجرات أخرى لتتحول من نظام نجمي شاب منخفض الكتلة إلى مجرة عملاقة.
تعتبر هذه الاندماجات نادرة في الوقت الحاضر، في حين أن نسبة من المجرات تندمج اليوم فقط، فقبل 10 مليارات سنة، خضعت جميع المجرات الضخمة تقريبًا لعمليات اندماج. استخدمت تقنية التحليل التي طورها كونسيليس على مدى أكثر من 10 سنوات صور الفضاء السحيق الأكثر بعدًا على الإطلاق لتأكيد اكتشافاته.
وتظهر النتائج أيضًا أن المجرات الضخمة لم تتشكل بسرعة، في بضعة ملايين من السنين بعد الانفجار الكبير، كما أنها لم تتشكل تدريجيًا على مدى فترة طويلة من الزمن. وفي النتائج المدهشة، حدثت جميع أنشطة الاندماج تقريبًا في الفترة التي تلت ولادة الكون بفترة قصيرة إلى حوالي 6 مليارات سنة مضت.
ويضيف الدكتور كونسيليس: "لعل الشيء الأكثر إثارة للدهشة في هذه النتائج هو أن تكوين المجرات الضخمة قد انتهى إلى حد كبير عندما أصبح عمر الكون نصف عمره الحالي. وهذا يعني أن جميع الأنشطة المدمجة قد تم تقليصها بطريقة ما من خلال عملية غير معروفة."
قد يحمل البحث أيضًا أدلة حول تكوين مجرتنا. تحتوي مجرة درب التبانة على أذرع حلزونية، لا يعتقد العلماء أنها تشكلت نتيجة لعملية اندماج. من ناحية أخرى، توجد في وسط مجرتنا منطقة من مجموعة نجوم كروية تسمى الانتفاخ - وهي منطقة عالية الكثافة تتميز بوجود العديد من النجوم القديمة وثقب أسود ضخم - والتي تشكلت على ما يبدو نتيجة عمليات الاندماج.
يمكن أن يساعد هذا البحث علماء الفلك على رؤية مستقبل درب التبانة، وأحد الاحتمالات هو أن مجرتنا نفسها سوف تندمج مع مجرة المرأة المسلسلة، أكبر مجرة مجاورة لنا، بعد حوالي مليار سنة من الآن. وسيؤدي الاندماج إلى تدمير القرص الحلزوني الذي يحيط بمركز المجرة وسيغير بشكل كبير مظهر مجرتنا، وكذلك موقع النجوم التي نراها في السماء.
