עבורנו, שמי הלילה עשויים להיראות כמו התפצלות אקראית של כוכבים, אך אסטרונומים לומדים שבאזורים מסוימים בגלקסיה שלנו הכוכבים התגבשו לתכונות הדומות לאלה שעל פני כדור הארץ - נחלים, גלים, קשתות ורכסי הרים.
פעילות טקטונית יוצרת מגוון רחב של תכונות של כדור הארץ, אך מדענים לא בדיוק בטוחים מה גורם לחיקויים מהממים בנתיב החלב. כעת, חוקרים בודקים אשם, כולל כוחות המגיעים מחוץ לגלקסיה שלנו. החשוד האמיתי, עם זאת, עשוי להיות פשוט שביל החלב עצמו.
מדענים מתארים את שביל החלב כגלקסיה ספירלית מסורגת - מעצובה בעצם כביצה שטופת שמש, עם חלוקת גלגלים סיכה של כוכבים. אבל בקנה מידה קטן יותר, מסתתרים טופוגרפיה גלקטית זו הרבה יותר פרטים.
מאז 2013 משימה של סוכנות החלל האירופית בשם גאיה ניהלה מפקד של שביל החלב, במטרה לקטלג יותר ממיליארד כוכבים. בעזרת נתונים חדשים שפורסמו באפריל 2018 על המדידות המדויקות של מיקומם והתנועות של הכוכבים עבור 550 מיליון עצמים נוספים, אסטרונומים יכולים כעת לחקור את הגלקסיה עם ממדיות חדשה.
בעוד שחקירות גלקטיות אלה חשפו שטח חדש, כמו רכסים וקשתות, מדענים לא הצליחו להסביר באופן מלא כיצד נוצרים מבני כוכבים. צוות שהובל על ידי אסטרונומים מאוניברסיטת סידני באוסטרליה, החליט לנסות לשחזר במודלים ממוחשבים כמה מהתכונות שהם רואים בכוכבים.
החוקרים התמקדו בסדרה של שמונה רכסים שביל החלב המקופלים זה לצד זה כמו רכס הרים. נתוני גאיה הראו כי לרכסים שהיו מסודרים זה בזה בשכבה האמצעית של הדיסק של שביל החלב, היו כל אחד אוספים של כוכבים ייחודיים שעוטרים את פסגותיהם. בעזרת נתונים ממשימה אחרת שמנתחת את הרכב הכוכבים הם הבחינו כי לכל הכוכבים יש קומפוזיציות אלמנטריות הדומות לאלו של השמש. מכיוון שההרכב האלמנטרי יכול לרמוז בגיל מהמם, זה אמר להם שהכוכבים הצעירים הללו לא היו מפוזרים באותה מידה שהיו כוכבים גדולים יותר, מה שעוזר להבין איך נוצרו הרכסים.
תיאוריות כיצד נוצרים רכסים כאלה ותכונות אחרות מתחלקות לשתי קטגוריות: פנימיות וחיצוניות. כמה תיאוריות מציעות שמנגנוני גלקסיה פנימיים הם המפתח ליצירת גיאוגרפיה גלקטית. לדוגמה, אינטראקציות כבידה עשויות לייצר גלים תהודיים שיוצרים גושים גדולים יותר של חומר מקטנים יותר. לחלופין, חיכוך בין הכוכבים, הגזים והאבק בגלקסיה יכול להוביל ליצירת תכונות טופוגרפיות אלה, ממש כשם שהבגדים במכונת כביסה מסתבכים זה בזה כשהם עוברים זה אחר זה בתהליך הניקוי. תיאוריות אחרות מציעות שתכונה חיצונית כלשהי עברה דרך הגלקסיה, כמו גלקסיה אחרת ננסית קטנה, וזה מה שקמט את הכוכבים. (כדי לתאר את התיאוריה הזו, דמיין לעצמך לגרור את הרגליים שלך בזמן שאתה חוצה שטיח, וגורם לו להתקפל.)
הצוות השתמש בהדמיות ממוחשבות של תהליכים פנימיים וחיצוניים אלו כדי לבדוק אם ניתן ליצור מחדש את חלוקת הכוכבים בתנאים שונים. הם גילו שהרכסים תואמים יותר את אלו שנוצרו באזורים מבודדים באמצעות תהליך פנימי המכונה ערבוב פאזות, בו קבוצות כוכבים מתערבבות בהדרגה, כמו רום וקולה המוחלפים בקוקטייל, בגלל המורפינג של זרועות הספירלה לאורך זמן . יתר על כן, נוכחותם של כוכבים צעירים, שלא הספיקה להתפזר כמו כוכבים ישנים יותר, ברכסים גם העלתה על כך שכוח סמוך היה המקור לתכונות. בהדמיות של אזורים שנפגעו בכבידה על ידי גלקסיה חולפת, התוצאות הראו רכסים גבוהים בהרבה מאלה שנראו בדרך החלב.
כך שגובה הרכסים "עשוי להיות דרך אחת להבחין בין תהליכים פנימיים וחיצוניים", אמרה שוריה חנה, אסטרונום מאוניברסיטת סידני וסופרת ראשית בעיתון החדש.
עם זאת, עדיין יש מגבלות. החוקרים טרם דגמו גז בסימולציה שלהם, מה שעשוי להשפיע על התוצאות. מחקרים מצאו עדויות לכך שגלקסיה סמוכה עברה פעם בדרך החלב. זה יכול להיות סוג זה של אינטראקציה חיצונית הנוטה ליצור זרמי כוכבים, בעוד שהתהליכים הפנימיים - כמו עירוב שלבים - אחראים יותר לרכסים, כך עולה מהמחקר. עם הרבה כוכבים שנותרו לקטלוג, גאיה עדיין עשויה לספק לאסטרונומים רמזים נוספים לגבי הכוחות המעצבים את הגיאוגרפיה המהממת של הגלקסיה שלנו.
אליס קווילן, אסטרונום מאוניברסיטת רוצ'סטר, שלא היה מעורב באזור "גלקסיה שבה יש לנו הרבה מידע נמצא קרוב לשמש, אך שחרוריו של גאיה הקרובים צריכים להאריך את גודל האזור. לימוד.
המדענים פרסמו את ממצאיהם באופן מקוון בכתב העת ההדפס המקדים arXiv, והגישו אותם לפרסום בכתב העת חודשי מודעות של החברה המלכותית לאסטרונומיה.
