سحابة ماجلان الكبرى تقترب من مجرتنا للمرة الأولى

لطالما اعتُبرت سحابتا ماجلان الكبرى والصغرى من أضخم الأقمار التابعة لمجرة درب التبانة و”المهندسين” الرئيسيين لتطورها. وخلفهم يمتد ذيل غازي عملاق – تيار ماجلان، الذي يتكون من غاز بين النجوم وهيدروجين محايد. ومن المعروف أيضًا أن هذه المجرات تتفاعل مع بعضها البعض، حيث يمتد بينها جسر من الغاز والنجوم، كما تشير انفجارات تشكل النجوم إلى حدوث تصادمات حديثة. علاوة على ذلك، فقد وجد علماء الفلك سابقًا أن جاذبية سحابة ماجلان الكبرى تمزق جيرانها حرفيًا. لكن السؤال الرئيسي ظل مفتوحا لأكثر من نصف قرن: هل دارت سحابة ماجلان الكبرى حول مجرة ​​درب التبانة لفترة طويلة واقتربت منها مرارا وتكرارا، أم أن هذا يحدث لأول مرة؟ لفهم ما يحدث، تعامل العلماء مع المشكلة من اتجاه غير متوقع، من خلال دراسة ما يسمى بالإكليل الماجلاني، وهي هالة ضخمة من الغاز الساخن والمتأين تحيط بالمجرة.

للقيام بذلك، استخدم مؤلفو العمل العلمي المنشور على خادم ما قبل الطباعة بجامعة كورنيل عمليات المحاكاة الهيدروديناميكية. وقاموا بمحاكاة حركة السحابة وتفاعلها مع القشرة الغازية لمجرة درب التبانة في مشهدين: الممر الأول والثاني. أخذت النماذج في الاعتبار الجاذبية وضغط الغاز الساخن والتبريد وتكوين النجوم وانفجارات السوبرنوفا. وفقا للحسابات، يجب أن تترك مدة التفاعل بصمة على هيكل هالة الغاز. إذا كانت المجرة قد مرت بالفعل بالقرب من درب التبانة، فيجب أن يكون غلافها الغازي أكثر تخلخلًا وتمددًا. إذا كان هذا هو النهج الأول، فسيكون الهيكل أكثر إحكاما وكثافة. ولاختبار ذلك، قارن الباحثون نتائج المحاكاة مع بيانات الرصد، لا سيما مع قياسات سرعات وكثافات الغاز المتأين التي تم الحصول عليها من أطياف الكوازارات البعيدة. اتضح أنه في سيناريو الطيران الأول، تتطابق خصائص الغاز تقريبًا تمامًا مع الخصائص المرصودة: يحافظ الإكليل على سرعات عالية وينتهي فجأة على مسافة حوالي 16-20 كيلو فرسخ فلكي. في سيناريو الرحلة الثاني، تبين أن الغاز مخلخل للغاية ويتحرك بشكل أبطأ بشكل ملحوظ مما تظهره البيانات الحقيقية.

كانت الحجة الإضافية لصالح التحليق الأول هي شكل الإكليل نفسه: في النموذج، تتشكل موجة صدمية – “أنف” المجرة، مضغوطة أثناء تحركها عبر غاز درب التبانة، وذيل ممدود خلفها. وهذا يتفق بشكل جيد مع الهيكل المرصود. أثناء الرحلة المتكررة، يتم تلطيف هذه الميزات نتيجة للتفاعل طويل الأمد. نتيجة لذلك، خلص العلماء إلى أن سيناريو التقارب المتكرر غير مرجح للغاية: لا تتزامن معلمات الغاز مع الملاحظات. وهذا يعني أن سحابة ماجلان الكبرى، على ما يبدو، تدخل محيط مجرتنا للمرة الأولى. والنتيجة مهمة ليس فقط لفهم مصير هذه المجرة التابعة، ولكن أيضًا للصورة الأكبر، لأن السحابة تؤثر على تقديرات كتلة درب التبانة، وديناميكيات هالتها، وحتى تفسير حركة النجوم على أطرافها.