www.rtebz.com
זה יקום גלקסיות אוכל גלקסיות, שבו גלקסיות קטנות מתנגשות ומתמזגות כדי ליצור את הגלקסיות הגדולות והמרהיבות שאנו רואים היום. זה ידוע שגלקסיית שביל החלב המסורגת-ספירלית שלנו הגיעה כך לגודלה המלכותי, וטרפה גלקסיות קטנות יותר המרחפות בשכונה הכללית שלה, ובכך גדלה וגדלה. עדיין ניתן לראות את השרידים של חגים נוראים כאלה בצורה של זרמי כוכבים שהם השרידים העצובים של אותן גלקסיות ננסיות שגלקסיה שלנו טרפה לפני זמן רב. ואכן, צמד של גלקסיות ננסיות לא סדירות, ה גָדוֹל ו עננים מגלן קטנים, היו בעיצומו של התמזגות לגלקסיה אחת גדולה יותר כאשר הם נפלו לתוך שלנו. באוגוסט 2018, צוות אסטרונומים הכריז על הממצאים החדשים שלהם שצמד הגמדים הגלקטיים הזה מכיל מספיק גז כדי לחדש 50% מהמלאי של שביל החלב שלנו של דלק ליולדת כוכבים – ובכך לספק את הזרעים ללידה מבריקה של כוכבי תינוק עתידיים.
המחקר החדש פורסם ב- הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה (בריטניה), והיא שופכת אור חדש לדרך שבה גלקסיות גדולות כמו שלנו מסוגלות לחטוף את הגז הזה בצורה כבידתית כל כך בקלות. המדענים דימו התנגשות של צמד גלקסיות ננסיות רחוקות כדי להבין כיצד הגז שלהן מתפזר במהלך תהליך המיזוג. בסימולציות שלהם, הם צפו בגלקסיה הגדולה יותר, NGC 4490, גונבים גז מאחיו הקטן יותר בדרך של אפקט כבידה הנובע מההבדל השגוי שלהם בגודל. כשהצמד הסתובב קרוב יותר ויותר יותר קרוב זה לזה בבלט השמימי המדהים הזה, זנב הגז של הגלקסיה הקטנה יותר נסחף רחוק יותר ויותר. רחוק יותר רָחוֹק. ממצא זה תומך במחקר שפורסם מוקדם יותר בשנת 2018 שהצליח לטביעת אצבע של הגז שזורם מהגז עננים מגלן לתוך שביל החלב כשייך ל- ענן מגלן קטן.
סיפור על שני גמדים גלקטיים
ה עננים מגלן הם זוג גלקסיות לווייניות קרובות, קטנות ולא סדירות במסלול סביב שלנו – הן גם הבהירות ביותר מבין הלוויינים הגלקסיים הקטנים של שביל החלב שלנו. הצמד חסר הצורה מנפח ענני גז לפנים ומאחוריהם בסרט ארוך המכונה כראוי זרם מגלן. ה זרם מגלן הוא סטרימר ארוך שמגיע כמעט למחצית הדרך סביב שביל החלב שלנו, ומבצע ריקוד אדוות מעבר לקצה הגלקסיה שלנו. רוב הסרט נתלש מה- ענן מגלן קטן (SMC) לפני כ-2 מיליארד שנים, אבל ענן קטן של גז נוצר לאחרונה מהגז השייך ל- ענן מגלן גדול (LMC).
ה LMC ו SMC קיבלו את שמותיהם כאשר החוקר פרדיננד מגלן (1480-1521) טועה בהם כעננים – וצמד מה שנקרא “עננים” נקראו לכבודו.
ה LMC נמצא רק כ-158,200 שנות אור מכדור הארץ, וה- SMC הוא לא הרבה יותר מזה, בערך 199,000 שנות אור. לשם השוואה, כל הגלקסיה שלנו היא בקוטר של כ-100,000 שנות אור, והיא רחוקה כשלושה מיליון שנות אור מה- גלקסי אנדרומדה (M31)שהיא עוד ספירלה גדולה, כמו גם הקרובה ביותר גָדוֹל השכנה הגלקטית של שביל החלב שלנו.
יותר מעשרים גלקסיות לווייניות קטנות מקיפות את שלנו, אבל רק את עננים מגלן נוצץ בבהירות מספיק עם אור כוכבים מבריק כדי שניתן יהיה לצפות בו מכוכב הלכת שלנו בעין אנושית בלתי מזוינת. ה עננים מגלן– בניגוד ללוויינים המקיפים האחרים של הגלקסיה שלנו – מלאים בגז. גז הוא החומר היקר שגלקסיות משתמשות בו כדי ליצור כוכבי תינוקות לוהטים חדשים.
האנשים של כמה תרבויות עתיקות היו מודעים לקיומו של עננים מגלן. כנראה ההתייחסויות הרציפות הקדומות ביותר לצמד ה”עננים” נעשו על ידי משקיפים מתרבות ה-Khoisan של דרום אפריקה. אבותיהם של האנשים הללו חיו ככל הנראה בנפרד מכל שאר התרבויות האנושיות החיות במשך אלפי שנים.
היסטוריה ארוכה נוספת של התאגדות תרבותית עשויה להופיע מחדש עם נדידת בני אדם דרומה מהמזרח התיכון שהגיעה לאוסטרליה לפני כ-50 עד 60 אלף שנה. האנשים הנודדים הקדומים הללו היו אבותיהם של האבוריג’ינים המודרניים, שתרבויותיהם השונות יצרו מגוון מיתוסים וסיפורי עם מרתקים על צמד הגלקסיות הסמוכות מוארות הכוכבים הללו.
גם הפולינזים הקדמונים ידעו על קיומו של ה עננים מגלן, והם שימשו כסמני ניווט חשובים. ביחד הם היו ידועים גם למאורים בניו זילנד בתור Nga Patori-Kaihau או כמו טה רפורפו. העם המאורי הקדום האמין ששני ה”עננים” הם מנבאים של רוחות.
ה עננים מגלן ידועים מאז המילניום הראשון במערב אסיה. האזכור הראשון של ה LMC הוא מאת הפוליאמט המוסלמי אבן קוטאיבה, בספרו על אל-אנואן (תחנות של הירח בתרבות הערבית הפרה-אסלאמית).
תושבי סרי לנקה העתיקה התייחסו ל עננים בתור ה Maha Mera Paruwathaya (ההרים הגדולים). הסיבה לכך היא שהם חשבו שהם נראים כמו פסגות של רכס הרים רחוק.
באירופה, ה עננים דווחו לראשונה על ידי המחברים האיטלקים מהמאה ה-16 פיטר מרטייר ד’אנג’ירה ואנדריאה קורסלי, ושניהם נגזרו מתצפיות על מסעות פורטוגזית. לאחר מכן, הם דווחו על ידי אנטוניו פיגאפטה, שהיה חבר במשלחת של החוקר פרדיננד מגלן בהקפתו את כדור הארץ (1519-1522).
ה LMC ואחיו, ה SMC, שניהם עצמים שמימיים בולטים בחצי הכדור הדרומי של הפלנטה שלנו. צמד ה”עננים” נראים לעין אנושית כמו חלקים נפרדים של שביל החלב שלנו, והמרחק האמיתי ביניהם הוא כ-75,000 שנות אור. עד לגילוי ה גלקסיה אליפטית גמדית קשת בשנת 1994, הזוג היה הגלקסיות הקרובות ביותר לגלקסיות שלנו. עם זאת, בשנת 2003, ה גלקסיית הגמדים של Canis Major התגלה כקרוב עוד יותר לגלקסיה שלנו, ונחשב כיום לשכן הגלקסי הקרוב ביותר שלנו. המסה הכוללת של הצמד של עננים אינו בטוח.
במשך זמן מה, אסטרונומים רבים הציעו כי עננים מגלן הקיפו את הגלקסיה שלנו בערך במרחקים הנוכחיים שלהם במשך עידנים. עם זאת, עדויות חדשות מצביעות כעת על כך שנדיר שהצמד יסע קרוב לשביל החלב כפי שהם נמצאים כעת. הן התצפית והן התיאוריה מצביעות על כך שהצמד עוות באופן משמעותי על ידי אינטראקציות גאות ושפל עם הגלקסיה הגדולה בהרבה שלנו ככל שהם משוטטים קרוב יותר ויותר אליה. ה LMC מציג מבנה ספירלי אלגנטי ומסודר מאוד ברור בתמונות רדיו-טלסקופ של מימן ניטרלי. סרטים המורכבים ממימן ניטרלי קושרים אותם גם לשביל החלב שלנו וגם זה לזה. שני חברי הצמד נראים כמו גלקסיות ספירליות מסורגות משובשות. כוח המשיכה שלהם השפיע גם על שביל החלב שלנו, ועיוות את הגבולות החיצוניים של הדיסק הגלקטי.
בנוסף למבנה השונה שלהם ולמסה קטנה יותר, הזוג של עננים שונים משביל החלב שלנו בשתי דרכים חשובות. ראשית, הם דלים יותר במתכות מהגלקסיה שלנו (באסטרונומיה “מתכת” היא כל יסוד אטומי כבד יותר מהליום). שנית, הם עמוסים מאוד בגז; אחוז גדול יותר מהמסה שלהם הוא מימן והליום בהשוואה לשביל החלב שלנו. שני חברי הצמד מציגים ערפיליות ואוכלוסיות צעירות של כוכבים. למרות זאת, כמו הגלקסיה שלנו, הכוכבים שלהם נעים בגילאים מתינוקות כוכבים ועד כוכבים קשישים. זה מרמז על היסטוריית היווצרות כוכבים ארוכה.
הלידה הקדומה של הגלקסיות
היקום נולד לפני כ-13.8 מיליארד שנים באינפלציה המעריכית של המפץ הגדול. קוסמולוגים מדעיים רבים מציעים שזה התחיל ככתם זעיר להפליא, שהיה קטן יותר מפרוטון, רק כדי להגיע לגודל מקרוסקופי בשבריר השניה הקטן ביותר. מאז הוא מתרחב בקצב ממלכתי הרבה יותר – והוא גם מתקרר. היקום הקדמון היה הרבה יותר קטן וצפוף ממה שהוא היום. רֵאשִׁיתִי פרוטוגלקסיות היו קרובים יותר זה לזה כשהיקום שלנו היה צעיר. מסיבה זו, לגלקסיות העתיקות היה סיכוי גדול בהרבה להיתקל זו בזו ולהתמזג ליצירת גלקסיות גדולות יותר ויותר.
הראשון פרוטוגלקסיות כנראה נולדו כשהיקום היה בן פחות ממיליארד שנים. המודל המקובל ביותר של היווצרות גלקטיות מציע שהגלקסיות המלכותיות והגדולות היו נדירות ביקום העתיק, ורק בסופו של דבר הגיעו לגדלים העצומים שלהן רק לאחר שלכדו גלקסיות קטנות יותר ואז התמזגו איתן.
הגלקסיות הבוערות כוכבים של הקוסמוס נדלקו בסוף מה שנקרא ימי אפלה קוסמיים, והאיר את מה שהיה קודם לכן חלק אפל וחסר תכונה של שחורות בלתי נתפסת. העצמים פולטי האור הראשונים הביאו את ימי אפלה קוסמיים לסיומו כאשר הם שלחו את האור הנולד שלהם לזרום החוצה לזמן החלל..
רוב הקוסמולוגים המדעיים מציעים שהגלקסיות הראשונות שנולדו ביקום העתיק היו עננים אטומים, כהים וחסרי צורה שהורכבו בעיקר מגז מימן. העננים הקדמוניים האלה התאספו בדממה, לאט בתוך הלבבות החבויים הסודיים של הילות חומר אפל. היילודים האלה עננים פרוטוגלקטיים המורכב בעיקר מגז מימן טהור, לכד באופן כבידתי את הדור הראשון של כוכבי תינוקות מבריקים וענקיים. הכוכבים הבוהקים של הילוד והגז החם ביותר האירו את הקוסמוס העתיק.
ה חומר אפל היא צורה מסתורית של חומר – היא אינה מורכבת מהחומר האטומי ה”רגיל” שאנו מכירים. אכן, חומר אפל הוא שקוף ובלתי נראה כי הוא אינו רוקד עם אור או כל צורה אחרת של קרינה אלקטרומגנטית. מדענים רבים חושבים שזה באמת כך שם כי הוא מפעיל השפעות כבידה על עצמים שניתן לראות.
לידת כוכב
במשך זמן רב לאחר מכן NGC 4490 התנגש באחיו הקטן, SN 4485, והתמזגו איתה ליצירת גלקסיה אחת, הגז שלהם המשיך להתרחב. האסטרונומים שביצעו את המחקר החדש מצאו שבעוד חמישה מיליארד שנים, זנבות הגז של הגלקסיות המתנגשות ישתרעו על פני מרחק מרשים של כמיליון שנות אור – זה מסתכם כמעט בכפול מאורכו הנוכחי.
“לאחר חמישה מיליארד שנים, 10 אחוזים ממעטפת הגז עדיין שוכנים יותר מ-260,000 שנות אור מהשארית הממוזגת, מה שמרמז שלוקח הרבה מאוד זמן עד שכל הגז יפול בחזרה לשריד הממוזג”, ציינה ד”ר שרה פירסון ב- ב-9 באוגוסט 2018 אוניברסיטת קולומביה ידיעה לתקשורת. ד”ר פירסון הוא כעת עמית ב- המרכז לאסטרופיזיקה חישובית של מכון פלטירון (קרן סימונס) בעיר ניו יורק.
כאשר השוו המדענים את תוצאותיהם לתצפיות הטלסקופ האמיתיות של NGC 4490/4485, התוצאות שהם השיגו תאמו את הסימולציות שלהם. זה סיפק אינדיקציה חזקה לכך שהמודל שלהם היה מדויק.
הממצאים החדשים גם תואמים את מה שאסטרונומים יודעים על אופן מיחזור הגז בקוסמוס. ככל שענני גז מתרחבים יותר ויותר, הגז הופך רופף יותר. זה מקל על גלקסיה גדולה יותר להיפגש עם הענן ולאכול אותו לארוחת ערב. הסימולציה מצביעה על כך שתהליך ההתפשטות הזה אפשר לשביל החלב לפזר גז ביעילות מהשביל SMC. יתר על כן, זה אומר שסוג זה של העברת גז עשוי להיות אירוע תכוף ברחבי היקום.
“המחקר שלנו מצביע על כך שקיימים שם זוגות גמדים דומים. מכיוון שהגז שלהם כל כך מורחב, אם הם נופלים למשהו כמו שביל החלב, הגז שלהם נשפך בקלות”, הסביר ד”ר פירסון ב-9 באוגוסט 2018 הודעה לעיתונות של אוניברסיטת קולומביה.
בנוסף, המחקר החדש מצביע על כך שהירידה בצפיפות הגז בגבולות החיצוניים של גלקסיות ננסיות מתנגשות ומתמזגות מקשה על כוכבים חדשים להיוולד – מסקנה המתואמת לתצפיות ישירות. האסטרונומים מתכננים להמשיך ולחקור צמדים אחרים של גלקסיות ננסיות בתהליך ההתנגשות על מנת לשכלל את המודל החדש שלהם.
המחברים האחרים של המחקר הם ג’ורג’ פריבון (אוניברסיטת פלורידה), גורטינה בסיה (אוניברסיטת אריזונה), דיוויד מרטינז-דלגאדו (המכון לחישוב אסטרונומי), קתרין ג’ונסטון (אוניברסיטת קולומביה), ר’ ג’יי גבאני (מצפה ציפור שחורה II) , דיוויד פאטון (אוניברסיטת טרנט), וניטה קליוואייל (אוניברסיטת וירג’יניה).
המחקר החדש פורסם במהדורת 3 ביולי 2018 של הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה תחת הכותרת: מודלים של מחזור ה-Baryon במפגשי גלקסיות במסה נמוכה: המקרה של NGC 4490 ו-NGC 4485.
