أفضل صورة للفضاء استغرقت 10 سنوات لإكمالها.. التقاطا صورًا لـ 200 مليون نجم لأعجوبة سماوية
أكبر وأقرب مجرة حلزونية إلى مجرة درب التبانة تمتد على مسافة مذهلة تصل إلى 220 ألف سنة ضوئية
في ليلة خريفية صافية، بعيدًا عن أضواء المدينة، يمكنك أن تشهد أحد أكثر المناظر المذهلة في السماء – مجرة أندروميدا.
تظهر هذه الأعجوبة السماوية، الواقعة إلى الشمال الشرقي من ساحة بيجاسوس الكبرى، على شكل بقعة باهتة مستطيلة، يمكن رؤيتها بسهولة بالعين المجردة.
وعلى الرغم من وهجها الخافت، فإن هذه المجرة هي أكبر وأقرب مجرة حلزونية إلى مجرة درب التبانة، حيث تمتد على مسافة مذهلة تصل إلى 220 ألف سنة ضوئية.
الضوء الذي يصل إلى عينيك الليلة غادر مجرة أندروميدا منذ 2.5 مليون سنة، في ذلك الوقت، كان أسلاف الإنسان الأوائل، الإنسان الماهر ، قد بدأوا للتو في صنع الأدوات الحجرية على الأرض.
وهذا يعني أنك عندما تنظر إلى مجرة أندروميدا، فإنك تحدق في الماضي البعيد – في مجرة بدأ ضوءها رحلته قبل وقت طويل من وجود البشر المعاصرين.
إدوين هابل ومجرة أندروميدا
لعدة قرون، ناقش علماء الفلك طبيعة مجرة المرأة المسلسلة، هل كانت مجرد “سديم حلزوني” قريب، عبارة عن سحابة دوامية من الغاز والغبار داخل مجرة درب التبانة؟ أم أنها شيء أكثر من ذلك؟ وصلت الإجابة في أوائل القرن العشرين، وذلك بفضل عمل إدوين هابل.
وباستخدام تلسكوب هوكر في مرصد جبل ويلسون، حدد هابل النجوم المتغيرة القيفاوية في مجرة أندروميدا – وهي نجوم خاصة يتقلب سطوعها بشكل يمكن التنبؤ به، مما يسمح لعلماء الفلك بحساب مسافتها.
كشفت حسابات هابل عن أمر مذهل: كانت مجرة أندروميدا أبعد كثيراً من مجرة درب التبانة، مما أثبت أنها مجرة منفصلة تماماً، وقد حطم هذا الاكتشاف الاعتقاد بأن مجرة درب التبانة تضم الكون بأكمله.
وفي السنوات التي تلت ذلك، توسع فهمنا للكون من مجرة واحدة إلى كون واسع يعج بمليارات المجرات.
نُشرت الدراسة في مجلة The Astrophysical Journal .
تلسكوب هابل الفضائي ومجرة أندروميدا
بعد مرور قرن على الاكتشاف المذهل الذي حققه إدوين هابل، انطلق التلسكوب الفضائي الذي يحمل اسمه لتصوير مجرة أندروميدا بتفاصيل غير مسبوقة.
قضى تلسكوب هابل الفضائي ( HST )، أحد أقوى الأدوات الفلكية التي تم بناؤها على الإطلاق، أكثر من عقد من الزمان في التقاط صورة فسيفسائية عالية الدقة لمجرة أندروميدا.
تطلب هذا المسح الضخم أكثر من 600 تعرض فردي، مما أدى إلى صورة نهائية تحتوي على 2.5 مليار بكسل، تمتد الفسيفساء على كامل عرض المجرة، وتغطي مساحة أكبر بست مرات من القمر المكتمل في سماء الليل.
وبما أن هابل مصمم للدقة المتناهية وليس للتصوير واسع المجال، فإن تجميع صورة كاملة لمجرة أندروميدا كان يشكل تحديًا هائلاً.
رسم خرائط لملايين النجوم
ركزت المرحلة الأولى من هذا المشروع، والمعروفة باسم “خزانة هابل البانكروماتيكية أندروميدا” (PHAT)، على النصف الشمالي من مجرة أندروميدا.
وباستخدام كاميرا هابل المتقدمة للمسح وكاميرا المجال الواسع 3، تمكن علماء الفلك من تصوير نجوم أندروميدا في الأشعة فوق البنفسجية، والمرئية، والأشعة تحت الحمراء القريبة.
وبعد مرور عقد من الزمان، تم توسيع هذا العمل باستخدام مشروع هابل أندروميدا الجنوبي (PHAST)، وهي دراسة متابعة قادها تشو تشن في جامعة واشنطن .
تمكن هذا البرنامج من رسم خريطة لحوالي 100 مليون نجم إضافي في النصف الجنوبي من مجرة أندروميدا – وهي منطقة ذات قيمة خاصة لدراسة تاريخ اندماج المجرة.
الآن، تشمل فسيفساء PHAT وPHAST المدمجة القرص الكامل لمجرة أندروميدا، مما يكشف عن تفاصيل مذهلة عن بنيتها وسكانها النجوم.
تسمح صور هابل عالية الدقة لعلماء الفلك بدراسة النجوم الفردية في مجرة أندروميدا بنفس السهولة التي يدرسون بها النجوم داخل مجرة درب التبانة.
التاريخ العنيف لمجرة أندروميدا
على الرغم من أن مجرة أندروميدا ومجرة درب التبانة ربما تشكلتا في نفس الوقت تقريبًا، إلا أن مساراتهما التطورية كانت مختلفة بشكل لافت للنظر.
لقد شهدت مجرة درب التبانة نموًا مستقرًا نسبيًا، في حين يبدو أن مجرة أندروميدا قد خضعت لماضٍ أكثر فوضوية، تميز بالتفاعلات العنيفة والاندماجات.
قال دانييل فايز من جامعة كاليفورنيا في بيركلي : “إن مجرة أندروميدا عبارة عن حطام قطار . يبدو أنها مرت بنوع من الأحداث التي تسببت في تكوين عدد كبير من النجوم ثم توقفت فجأة عن العمل”.
إن الدليل الرئيسي على هذا التاريخ المضطرب يكمن في وجود تيارات متماسكة من النجوم – مسارات من المواد النجمية القديمة التي من المحتمل أن تكون قد تركتها وراءها المجرات الأصغر التي امتصتها مجرة أندروميدا بمرور الوقت.
أحد المتهمين المحتملين هو المجرة القمرية المدمجة مسييه 32، والتي يشتبه علماء الفلك في أنها قد تكون النواة المجردة لمجرة حلزونية أكبر حجمًا في الماضي البعيد، والتي التهمتها مجرة أندروميدا.
ما هو التالي بالنسبة لمجرة أندروميدا؟
يساعد تعداد النجوم التفصيلي الذي قدمه هابل علماء الفلك في إعادة بناء تاريخ اندماج أندروميدا والتنبؤ بتطورها المستقبلي.
تشير النتائج إلى أن مجرة أندروميدا تنتقل تدريجيا من شكل حلزوني لتكوين النجوم إلى شكل بيضاوي أكثر، حيث يتوقف تكوين النجوم.
وقال فايز: “تبدو مجرة أندروميدا وكأنها نوع انتقالي من المجرات، بين المجرة الحلزونية المكونة للنجوم والمجرة الإهليلجية التي تهيمن عليها النجوم الحمراء المتقدمة في السن”.
ولكن رحلة أندروميدا لم تنته بعد. فبعد نحو 4.5 مليار سنة، سوف تصطدم بمجرة درب التبانة، مما يؤدي إلى حدث كوني هائل من شأنه أن يعيد تشكيل المجرتين إلى مجرة إهليلجية واحدة ضخمة.
إن هذا الاندماج المستقبلي – والذي بدأ بالفعل من خلال جاذبيتهما المتبادلة – لن يكون انفجارًا مدمرًا بل سيكون رقصة جاذبية بطيئة ستخلط وتعيد توزيع مليارات النجوم على مدى ملايين السنين.
الفصل التالي: ما وراء هابل
على الرغم من أن تلسكوب هابل الفضائي قدم للبشرية رؤية غير مسبوقة لمجرة أندروميدا، إلا أن عمله هو البداية فقط.
وستأخذ التلسكوبات المستقبلية، مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة ناسا، وتلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي القادم ، هذا البحث إلى أبعد من ذلك.
ستسمح الرؤية بالأشعة تحت الحمراء التي سيلتقطها جيمس ويب لعلماء الفلك بالنظر عبر المناطق المتربة في مجرة أندروميدا، واكتشاف تفاصيل حول تشكل النجوم، والأنظمة الكوكبية، والبنية المخفية للمجرة.
وفي الوقت نفسه، سوف يلتقط تلسكوب رومان الفضائي، الذي يوصف عادة بأنه “نسخة واسعة الزاوية من هابل”، صوراً بانورامية لمجرة أندروميدا بمجال رؤية أكبر 100 مرة من مجال رؤية هابل، وسوف يوفر هذا منظوراً أوسع لمجموعتها النجمية الضخمة.
تُعد مجرة أندروميدا واحدة من أهم الأجسام الفلكية في تاريخ البشرية.
من الحضارات القديمة التي رأت فيها سحابة سماوية غامضة إلى صورة تلسكوب هابل الفضائي التي تبلغ دقتها 2.5 مليار بكسل – عملت مجرة أندروميدا على إعادة تشكيل فهمنا للكون بشكل مستمر.
مع كل ملاحظة جديدة، نتعلم المزيد عن ماضي وحاضر ومستقبل مجرتنا المجاورة.
