إعداد: م. ماجد ابوزاهرة
تشير التقديرات بأن مجرة درب التبانة تحتوي على حوالي 200 مليار نجم، وليس هذا فحسب فمجرتنا محاطة ايضا بكميات هائلة من مادة غير معروفة تسمى المادة المظلمة ، وعلماء الفلك يعرفون بوجودها لأن مجرة درب التبانة سوف تتناثر في الفضاء إذا لم تحتفظ المادة المظلمة بغطاء جاذبية الأشياء.
ومع ذلك يرغب علماء الفلك في الحصول على قياس دقيق لكتلة المجرة لفهم أفضل لكيفية تشكل وتطور المجرات التي لاتعد ولا تحصى في الكون.
لذلك قام فريق من الباحثين من المرصد الأوروبي الجنوبي ومعهد علوم التلسكوب الفضائي ومركز علوم الفيزياء الفلكية بجامعة جونز هوبكنز وجامعه كامبردج بجمع ارصاد بواسطة تلسكوب هابل الفضائي بالإضافة الى القمر الصناعي ” غايا ” بهدف دراسة حركات العناقيد النجمية الكروية التي تدور حول مجرتنا ، فكلما تحركت العناقيد النجمية بسرعة تحت جاذبية المجرة فهذا يعني بأنها أكثر ضخامة وقد نشرت النتائج في مجلة Astrophysical Journal
وخلص الفريق إلى أن مجرة درب التبانة لديها كتلة تبلغ 1.54 تريليون كتلة الشمس معظمها محجوز في المادة المظلمة ، وهذا التقدير الجديد يضع مجرة درب التبانة على الجانب الثقيل مقارنة بمجرات أخرى في الكون .
إن أخف المجرات هي بحوالي مليار كتلة الشمس ، في حين أن اثقلها تبلغ 30 تريليون او اكثر من 30.000 مرة . ان كتلة درب التبانة البالغة 1.5 تريليون كتلة شمسية هي طبيعية إلى حد ما بالنسبة لمجرة في سطوعها.
القياسات السابقة لكتلة درب التبانة تراوحت من 500 مليار إلى 3 تريليون كتلة شمسية ، وهذا الاختلاف الكبير نشأ في المقام الأول بسبب الطرق المختلفة المستخدمة لقياس توزيع المادة المظلمة والتي تشكل حوالي 90 % من كتلة المجرة .
من المعروف أنه لا يمكن إكتشاف الماد المظلمة بشكل مباشر وهذا يؤدي إلى عدم اليقين في تقديرات كتلة درب التبانة السابقة لذلك لا يمكن قياس بدقة ما لا يمكن رؤيته.
لذلك ونظرا للطبيعة المراوغة للمادة المظلمة أضطر العلماء إلى إستخدام طريقة ذكية لـ ” وزن ” درب التبانة ، حيث اعتمد على قياس سرعات العناقيد النجمية الكروية التي تدور حول قرص المجرة من على مسافات بعيدة ، فكلما كانت المجرة أكثر ضخامة كلما تحركت عناقيدها النجمية بشكل أسرع تحت تأثير جاذبيتها.
إن معظم القياسات السابقة وجدت أن السرعة التي يتحرك بها العنقود الكروي النجمي سواء مقتربا او مبتعدا عن الأرض هي سرعة على طول خط نظرنا ، ومع ذلك فقد تمكن العلماء ايضا من قياس الحركة الجانبية للعناقيد والتي يمكن من خلالها حساب السرعة الكلية ، وبالتالي كتلة المجرة.
وقد إستخدم العلماء الإصدار الثاني من بيانات القمر الصناعي” غايا ” الذي نشر مؤخرا ، والذي يتضمن قياسات لعناقيد كروية تبعد مسافة 65 ألف سنه ضوئية من الارض كأساس لدراستهم ، فالعناقيد الكروية تعتبر أفضل أداة يستخدمها علماء الفلك لقياس كتلة المجرة .
وقد سمحت الأرصاد من تلسكوب هابل الفضائي لعناقيد نجمية كروية خافته وبعيدة تبعد مسافة تصل إلى 130 الف سنه ضوئية من الأرض لتضاف إلى الدراسة ، وبما أن تلسكوب هابل كان يراقب بعض هذه الأجسام لمدة عشر سنوات كان من الممكن تتبع سرعات هذه العناقيد النجمية الكروية بدقة.
لذلك فإن لدى العلماء مجموعة كبيرة من البيانات من خلال الجمع بين قياسات القمر الصناعي ” غايا ” التي تضم 34 عنقود نجمي كروي ، مع قياسات لـ 12 عناقيد نجمية أخرى بعيده بواسطة تلسكوب هابل ، أمكن تحديد كتلة درب التبانة بطريقة كان من المستحيل تحقيقها بدون هذين المرصدين الفضائيين.