‎هل لا يزال الكون يُنتج مجرات جديدة؟

نعتقد أن المجرات قديمة. مجرتنا، درب التبانة، تشكلت قبل 13.6 مليار سنة، وتلسكوب جيمس ويب الفضائي سمح لنا بالنظر إلى بعض أولى المجرات في الكون المبكر. لكن هل لا تزال المجرات تولد اليوم؟

إنه سؤال ممتع لأنه يتيح لنا الغوص في عملية تشكل المجرات المعقدة والجميلة. دعونا نلقي نظرة على الاحتمالات.

الإجابة الأولى: لا

من السهل التعرف على المجرات. فهي تجمعات كبيرة من النجوم والغاز والمادة المظلمة. وهي تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض؛ فالمجرة النموذجية يبلغ قطرها حوالي 100,000 سنة ضوئية، في حين أن المسافة النموذجية بين المجرات تبلغ حوالي مليون سنة ضوئية.

أحيانًا، تندمج المجرات أو تتجمع داخل العناقيد، ولكن مع بعض الاستثناءات، يمكننا في الغالب فصل مجرة عن أخرى. إنها تشبه المدن في الريف: المسافة بين المدن أكبر من حجم المدن نفسها، لذا يسهل اكتشافها وتحديدها. أحيانًا، تلتصق المدن ببعضها، وأحيانًا تبتلع مدينة كبيرة جيرانها. ولكن بشكل عام، المدينة تبقى مدينة.

تحديد بداية المجرة، مع ذلك، هو أمر مختلف. ظهرت المجرات في الكون المبكر عبر عملية تدريجية بدأت منذ اللحظة الأولى للانفجار الكبير. في ذلك الوقت، ظهرت جيوب صغيرة ذات كثافة أعلى من المتوسط ونمت بشكل ثابت على مدى مئات الملايين من السنين. في البداية، كانت المادة المظلمة فقط تتجمع، بينما كانت المادة العادية مشغولة بالتشابك مع نفسها. ولكن بمجرد أن نمت جيوب المادة المظلمة بشكل كافٍ، بدأت في جذب المادة العادية المحيطة.

بينما تجمعت المادة العادية، ضغطت وتجزأت وأعطت ضوءًا لأول النجوم. هذه البروتو مجرات استمرت في استهلاك المزيد من الغاز، واندماج مع جيرانها، ونمت لتصبح المجرات المكتملة التي نراها اليوم.

لذا، من نواحٍ عديدة، لا تظهر مجرات جديدة اليوم. عملية بنائها — زرعها كفروق طفيفة في الكثافة أو التجمع الأولي للمادة المظلمة — انتهت وانقضت، فعل حدث في الكون القديم ولن يتكرر. لم تعد هناك بروتو مجرات — لا توجد سحب غاز تنتظر فرصة للضغط وخلق مجرة جديدة — في الكون الحالي.

عندما يتعلق الأمر بالمجرات، ما نراه هو ما نحصل عليه.

الإجابة الثانية: نعم

لكن هذه مجرد طريقة واحدة لتعريف بداية المجرة. يمكننا أيضًا النظر إلى خطوة حاسمة أخرى: ظهور أولى النجوم. بالعودة إلى تشبيه المدينة، هناك فرق بين عندما يتم تخطيط المدينة لأول مرة — تحدد حدودها بخطوط المسح والعلامات — وعندما يبدأ الناس في الانتقال إليها.

إذا ركزنا فقط على تشكل النجوم، نرى أن هذه عملية مستمرة حتى في الكون الحديث. في السنوات الأخيرة، بنى الفلكيون فهمًا مفصلًا لمقياس يسمى دالة الكتلة النجمية. هذه عملية تعداد ديموغرافي أساسية توضح عدد النجوم التي تضيء في كل مجرة — أو بعبارة أخرى، مقدار الكتلة الموجودة في شكل نجوم داخل كل مجرة في مختلف العصور الكونية.

تشكل النجوم نسبة صغيرة فقط من كتلة المجرة؛ الباقي يذهب إلى المادة المظلمة وتجمعات الغاز العشوائية. ومع ذلك، النجوم تجعل المجرة ما هي عليه، ومن الأسهل بكثير ملاحظتها مقارنة بأي مكون آخر للمجرة.

مع المسوحات الجديدة التي أخذت عينات من المجرات عبر الكون، اكتشف الفلكيون مؤخرًا أن دالة الكتلة النجمية تتزايد عبر اللوحة. هذا يعني أن هناك المزيد من المجرات الصغيرة والمتوسطة والكبيرة مقارنة بما كانت عليه قبل مليارات السنين.

المجرات الصغيرة الجديدة لا تأتي من ظهور البروتو مجرات في بذور المادة المظلمة؛ بل هي تجمعات موجودة بالفعل من المادة التي بدأت للتو في تكوين النجوم. المجرات الأكبر، من ناحية أخرى، تكون مدفوعة أساسًا باندماج المجرات الصغيرة المستمر.

لن يستمر للأبد

لذا، على الأقل بطريقة واحدة مهمة، تستمر المجرات الجديدة في الظهور على الساحة الكونية عندما تضيء بجولات جديدة من تشكل النجوم. لقد كانت موجودة دائمًا، معلقة لمليارات السنين، ولكنها الآن فقط تجعل نفسها مرئية. هذه العملية ممكنة لأن تشكل النجوم غير فعال بشكل لا يصدق. معظم الغاز داخل المجرة لن يتحول أبدًا إلى نجوم، ويمكن أن تستمر لفترات طويلة جدًا دون استهلاك الكثير من المادة — ويمكن أن تستغرق المجرة وقتًا طويلاً للبدء في المقام الأول.

لكن للأسف، لن تستمر الحفلة للأبد. المشكلة هي أن الكون لا يتوسع فحسب، بل يتسارع في توسعه — تأثير يعرف باسم الطاقة المظلمة. رغم أن الفلكيين لا يزالون لا يفهمون ما الذي يقود الطاقة المظلمة، يمكنهم ملاحظة تأثيراتها على بقية الكون: إنها تفرق كل شيء.

مع تقدم الكون في العمر، يصبح من الصعب بشكل متزايد على المادة أن تتجمع لتكوين مجرات جديدة ودفع استمرار تشكل النجوم. في الواقع، بلغ ذروة تشكل النجوم ذروته قبل مليارات السنين. بينما تستمر المجرات الجديدة في الإضاءة، يتباطأ معدل ظهورها، حيث يظهر عدد أقل وأقل من المجرات الجديدة كل عام.

لا يزال لدينا الكثير من الوقت — ستستمر المجرات في تكوين النجوم لمئات المليارات من السنين المقبلة — لكن ينبغي لنا أن نستمتع بالحفلة بينما تستمر.

المصدر: Space.com