كشف سر تواجد النظام الشمسي داخل فراغ عملاق غامض!

يطفو النظام الشمسي في منتصف منطقة خالية من الفضاء بشكل غريب، منخفضة الكثافة وعالية الحرارة، ويبلغ عرضها حوالي 1000 سنة ضوئية، محاطة بالغاز والغبار المحايد الأكثر برودة وكثافة.
وقام فريق من علماء الفلك بقيادة مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA)، برسم خريطة للفقاعة المحلية بأعلى دقة حتى الآن – ووجدوا أن الفقاعة المحلية ربما تكون اقتطعت من الوسط بين النجوم بسلسلة من انفجارات المستعر الأعظم منذ سنوات.
ويتوافق هذا مع الدراسات السابقة، فالفقاعة المحلية التي لا تزال تتوسع مسؤولة عن مناطق تكوين النجوم المتزايد في محيطها.
وتقول عالمة الفلك كاثرين زوكر، من معهد علوم التلسكوب الفضائي، والتي أجرت البحث أثناء وجودها في CfA: “هذه حقا قصة أصل؛ لأول مرة يمكننا شرح كيفية بدء تشكل كل النجوم القريبة”.
واكتُشفت الفقاعة المحلية مؤخرا نسبيا، في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي، من خلال مزيج من علم الفلك البصري والراديوي والأشعة السينية. وتدريجيا، كشفت هذه الاستطلاعات والملاحظات عن منطقة ضخمة أقل كثافة بنحو 10 مرات من متوسط ​​الوسط النجمي في مجرة ​​درب التبانة.
ونظرا لأننا نعلم أن المستعرات الأعظمية يمكنها حفر التجاويف في الفضاء، واكتساح الغاز والغبار أثناء توسعهما للخارج، فقد بدا هذا تفسيرا معقولا للفقاعة المحلية.
ولكن تجميع كيف ومتى كان أكثر صعوبة. ومن الصعب، لسبب واحد، قياس أبعاد منطقة من الفضاء عندما تكون بداخلها؛ ويصعب عليك قياس الفراغ عندما تكون محاطا بالنجوم الساطعة والأجسام الكونية الأخرى.
واستخدمت زوكر وفريقها بيانات من أحدث إصدار لبيانات Gaia – وهو مشروع مستمر لتعيين مواقع وحركات النجوم في مجرة ​​درب التبانة بأعلى دقة حتى الآن – لرسم خريطة للغاز والنجوم الشابة في غضون 650 سنة ضوئية من الشمس.
ووجدوا أن جميع النجوم الفتية ومناطق تشكل النجوم موجودة على “سطح” الفقاعة المحلية.
قمر ميماس إلى جانب زحل
قمر زحل ميماس ربما يخفي محيطا مدفونا تحت طبقة من الجليد يصل سمكها إلى 31 كم
وهذا يبدو منطقيا؛ عندما يتمدد المستعر الأعظم للخارج، فإنه يصدم ويضغط على المادة التي يتمدد فيها. وهذا يخلق عقدة كثيفة في الغاز الجزيئي العائم في الوسط النجمي الذي ينهار تحت جاذبيته ليشكل نجوما صغيرة.
وبعد ذلك، أجرى الباحثون عمليات محاكاة وتتبع حركات مناطق تشكل النجوم لنمذجة تمدد الفقاعة. وسمح لهم ذلك بإعادة بناء تاريخها، ومطابقة نتائج حساباتهم مع خريطة الفقاعة.
ووجدوا أن تاريخ الفقاعة بدأ منذ حوالي 14.4 مليون سنة، أولا بفترة ولادة نجمية، تليها مستعرات أعظم لنجوم ضخمة قصيرة العمر.
وتوضح زوكر: “حسبنا أن حوالي 15 مستعرا أعظم انطلق على مدى ملايين السنين لتشكيل الفقاعة المحلية التي نراها اليوم”.
ويبلغ نصف قطرها حاليا حوالي 538 سنة ضوئية، ولا تزال تتوسع للخارج، على الرغم من أنها بطيئة نسبيا، بمعدل حوالي 6.7 كيلومترات (4 أميال) في الثانية.
ويقول الفيزيائي وعالم الفلك جواو ألفيس من جامعة فيينا في النمسا: “عندما انفجرت المستعرات الأعظمية الأولى التي خلقت الفقاعة المحلية، كانت شمسنا بعيدة عن الحركة. ولكن منذ حوالي خمسة ملايين سنة، أخذها مسار الشمس عبر المجرة مباشرة إلى الفقاعة، والآن تجلس الشمس – فقط عن طريق الحظ – في مركز الفقاعة تماما”.
ويشير هذا إلى أن درب التبانة من المحتمل أن تكون مليئة بالفقاعات المماثلة، لأن احتمالية حدوث ذلك منخفضة جدا إذا كانت الفقاعات نادرة. والخطوة التالية على طول هذا الخط من التحقيق هي محاولة العثور على الفقاعات الأخرى ورسم خريطة لها. ويمكن أن تكون مواقعها وأحجامها وأشكالها وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض أدلة تساعدنا على فهم تكوين النجوم والتاريخ التطوري لمجرة درب التبانة بشكل أفضل.
ويجب أن يكون إصدار بيانات Gaia التالي، المقرر إسقاطه في وقت لاحق من هذا العام، مفيدا للغاية لهذا .