هل تمتلك المجرات “مفتاح القتل” الذي يجعلها تتوقف عن النمو؟
المجرات لا تنمو إلى الأبد. في مرحلة ما، حتى تشكيل النجوم الأكثر غزارة المجرات ابدأ بالتباطؤ، ثم المماطلة، ثم استقر في تقاعد هادئ طويل. لقد عرف علماء الفلك عن هذا التحول منذ فترة طويلة، ولكن ليس لدينا تفسير فيزيائي واضح لسبب حدوثه، ولماذا يحدث عند مقياس الكتلة المحدد الذي يحدث.
أ ورقة جديدة بقيادة بريتيش ميشرا من المعهد الكوري للدراسات المتقدمة، جنبًا إلى جنب مع فريق دولي من العلماء، يقدمون اقتراحًا واضحًا وقابلاً للاختبار: أن التباطؤ في نمو المجرة ناتج عن ولادة سحابة مستقرة من الغاز الساخن المحيط بالمجرة، وأن تلك السحابة تتشكل عند كتلة محددة جدًا: حوالي 10 ^ 12.5 كتلة شمسية. وفوق هذه العتبة، تتوقف المجرات عن كونها مصانع نجمية فعالة، بغض النظر عن كمية المواد الخام المتوفرة لديها.
السؤال هو: ما الذي يقلب المفتاح؟
للوصول إلى هذه الحسابات، استخدم الفريق محاكاة Horizon Run 5، وهي واحدة من أكبر عمليات المحاكاة الكونية التي تم إنشاؤها على الإطلاق. يستغرق الأمر جزءًا من الكون الافتراضي يبلغ عرضه حوالي جيجا فرسخ فلكي، ويشكل نماذج للفيزياء الكاملة للغاز، والجاذبية، وتكوين النجوم، والمستعرات الأعظم، والأجرام السماوية. الثقوب السوداء الهائلة التي ظهرت بعد وقت قصير من الانفجار الكبير حتى يومنا هذا، ويتيح للباحثين تتبع المجرات الفردية من خلال تاريخها بأكمله. اختار ميشرا وزملاؤه ما يقرب من 20 ألفًا من المجرات المركزية الأكثر ضخامة وشاهدوا ما حدث لها على مدار الزمن الكوني.
الكمية الرئيسية التي تتبعوها هي نسبة الكتلة النجمية إلى الإجمالية. إنه مقياس لمقدار ميزانية الكتلة الكاملة للمجرة (النجوموالغاز، والمادة المظلمة، والثقوب السوداء، وكل شيء) ينتهي بها الأمر في الواقع إلى حبيس النجوم. فكر في الأمر على أنه تقرير كفاءة تكوين النجوم في المجرة.
ووجد الفريق أن هذه النسبة تبلغ ذروتها بشكل حاد في المجرات التي يتراوح إجمالي كتلتها بين حوالي 10^12.4 و10^12.7 كتلة شمسية. وتحت هذا النطاق، تحول المجرات الغاز إلى نجوم بنفس سرعة وصول الغاز تقريبًا. وفوق هذا النطاق، تتباطأ سرعتها بأكثر من ثلاثة أضعاف. تلك الذروة هي الكتلة الحرجة.
نظرية ميشرا حول سبب توقف المجرات عن النمو هي تكوين هالة غازية ساخنة وصلت إلى توازن الجاذبية. مع نمو المجرة، يسخن الغاز الذي يسقط فيها بسبب الصدمة. حتى كتلة معينة، يبرد هذا الغاز بسرعة كافية لمواصلة هطول الأمطار وتغذية عملية تكوين النجوم الجديدة.
وبعد تجاوز الكتلة الحرجة، تصبح الهالة كثيفة وساخنة بما يكفي لتحمل نفسها في مواجهة الجاذبية لمليارات السنين. لم يعد بإمكان الغاز أن يبرد بالسرعة الكافية ليسقط فيه، وتنقطع إمدادات الوقود عن المجرة فجأة. ويستمر في التهام المادة المظلمة وسحب المجرات التابعة لها، لكن الغاز البارد الذي يصنع النجوم في الواقع يتوقف عن الوصول.
تستبعد الورقة أيضًا تفسيرًا منافسًا. أحد التخمينات الطبيعية هو أن المجرات الأعلى من الكتلة الحرجة تفقد ببساطة المزيد من مادتها الطبيعية بسبب التدفقات الخارجة من المستعرات الأعظم و نوى المجرة النشطة. قام الفريق بالتحقق من ذلك مباشرة عن طريق حساب مقدار ميزانية الباريون لكل مجرة التي بقيت بالفعل مرتبطة بالنظام. وتبين أن الاختلاف لا يزيد عن 30 بالمائة. هذا ليس شيئًا، لكنه لا يمكن أن يفسر انخفاض عامل الثلاثة في كفاءة تكوين النجوم. التغيير الحاسم هو على جانب التدفق، وليس على جانب التدفق إلى الخارج.
هناك بعض المحاذير التي تستحق الإشارة إليها. Horizon Run 5 عبارة عن محاكاة وليس تلسكوب، وتعتمد نتائجها على فيزياء الشبكة الفرعية المستخدمة لنمذجة تكوين النجوم، المستعرات الأعظم، و الثقب الأسود تعليق. أجرى الباحثون اختبارات الحساسية، وثبتت النتيجة الأساسية، لكن القيمة العددية الدقيقة لمقياس الكتلة الحرجة يمكن أن تتغير مع تحسن تلك الوصفات.
ويقتصر التحليل أيضًا على المجرات التي تزيد كتلتها عن 10^10.8 كتلة شمسية للتأكد من أن كل واحدة منها لديها ما يكفي من جزيئات المحاكاة ليتم حلها بشكل موثوق. المجرات الأصغر هي قصة لمحاكاة أخرى.
ما يجعل هذا العمل مُرضيًا هو أنه يربط نمطًا شهيرًا للرصد بآلية فيزيائية محددة واحدة. ولا يقتصر الأمر على أن المجرات التي تتجاوز كتلة معينة تخمد فحسب، بل إنها تخمد لأن هالات الغاز الساخنة الخاصة بها تصبح ذاتية الدعم. هذا هو نوع البيان الذي يمكن التحقق منه مقابل المسوحات المستقبلية لمجموعات المجرات والوسط المجري الدافئ والساخن, الغاز والغبار بين المجرات.
سنعرف ما إذا كانوا قد حصلوا على الإجابة الصحيحة بمجرد بدء هذه الاستطلاعات.
تنويه من موقع “beiruttime-lb.com”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
www.space.com
بتاريخ: 2026-06-10 00:00:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “beiruttime-lb.com”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
