كيف عثر هابل على آثار مجرة ابتلعتها درب التبانة قبل 11.8 مليار سنة؟

لم تتشكّل مجرة درب التبانة من نجوم وُلدت داخلها فقط. فقد كشفت رصدات تلسكوب هابل الفضائي أدلة على أن المجرة الفتية ابتلعت، قبل نحو 11.8 مليار سنة، مجرة قزمة أُطلق عليها اسم Low-energy-Kraken-Heracles، أو LKH اختصارًا. ويُعد هذا أقدم اندماج كبير معروف في تاريخ درب التبانة، كما يرجع سجل نموها المرصود نحو 1.8 مليار سنة إلى الوراء.

العناقيد الكروية.. أحافير مجرية حية

لم تترك المجرة المندمجة بنيةً سليمة يمكن تصويرها اليوم. لكنّها خلّفت وراءها ما يشبه السجل الأحفوري: عناقيد كروية، وهي تجمعات كثيفة وقديمة من النجوم تستطيع الاحتفاظ بآثار البيئة التي وُلدت فيها.

درس فريق من الباحثين بقيادة دافيدي ماساري 39 عنقودًا كرويًا في المنطقة الداخلية من درب التبانة، ضمن نطاق يبلغ نحو 20 ألف سنة ضوئية. وباستخدام رصدات هابل والنمذجة الإحصائية، قاس الفريق الأعمار النسبية للعناقيد وتركيبها الكيميائي، بما في ذلك الفلزية؛ أي وفرة العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم، التي تعكس مقدار الإثراء الكيميائي الذي شهده الغاز قبل ولادة أجيال لاحقة من النجوم.

وعند مقارنة الأعمار بالفلزية، ظهرت ثلاثة مسارات متميزة:

• عناقيد درب التبانة الأصلية: أقدم مجموعة، وتنسجم مع عناقيد تشكّلت في البنية الأولية التي نشأت منها المجرة.
• عناقيد Gaia-Sausage-Enceladus: مجموعة مختلفة كيميائيًا، ترتبط باندماج معروف وقع قبل نحو 10 مليارات سنة.
• مجموعة LKH: مسار لم يكن معروفًا من قبل؛ عناقيده أقدم من عناقيد Gaia-Sausage-Enceladus، لكنها أحدث من عناقيد درب التبانة الأصلية.

وكان ظهور هذا المسار الثالث المتماسك هو الدليل المحوري. فأعمار العناقيد وتركيبها الكيميائي لا يتوافقان مع المجموعة الأصلية لدرب التبانة أو مع اندماج Gaia-Sausage-Enceladus، ما يشير إلى أنها وُلدت في مجرة سلف مستقلة قبل أن تصبح جزءًا من درب التبانة.

كيف تكشف الأعمار والفلزية عن مجرة مفقودة؟

يوفّر عمر العنقود جدولًا زمنيًا، بينما تسجل فلزيته الحالة الكيميائية للبيئة التي تشكّل فيها. فكل مجرة تتبع مسارًا خاصًا في إثراء غازها بالعناصر الثقيلة مع تعاقب أجيال النجوم. لذلك يمكن للعناقيد التي وُلدت في مجرة أخرى أن تحمل مسارًا كيميائيًا مختلفًا عن عناقيد المجرة المضيفة.

في حالة LKH، اجتمعت الإشارتان: تاريخ كيميائي مميز، وترتيب عمري منفصل عن عناقيد درب التبانة الأصلية وعن عناقيد Gaia-Sausage-Enceladus. وقد أتاحت دقة قياسات هابل فصل هذه المجموعات عن بعضها.

وربط الفريق 12 عنقودًا قديمًا بـLKH، معتبرًا إياها بقايا نجمية لمجرة اختفت بعد أن امتصتها درب التبانة. ولا يستند الاستنتاج إلى مواقع العناقيد الحالية أو حركاتها وحدها؛ بل يجمع بين أعمارها وكيميائها وسياقها الديناميكي لإعادة بناء مجرة لم يعد لها وجود مستقل.

مجرة قزمة.. لكنها لم تكن إضافة هامشية

يقدّر الباحثون أن LKH كانت تضم، وقت اندماجها، نجومًا تبلغ كتلتها الإجمالية نحو 500 مليون مرة كتلة الشمس. وتقترب هذه الكتلة من التقديرات الخاصة بمجرة Gaia-Enceladus، ما يعني أن الحدث لم يكن مرورًا عابرًا أو ابتلاعًا محدودًا، بل عملية اندماج مؤثرة في تاريخ درب التبانة المبكر.

وقع الاندماج عندما كان عمر الكون أقل من 15% من عمره الحالي، أي بعد نحو ملياري سنة من الانفجار العظيم وفق التقارير المقدمة. أما المصدر الأكاديمي فيصف الحدث بأنه وقع بعد نحو 1.5 مليار سنة من الانفجار العظيم؛ ويعكس الفرق درجة الدقة في تحديد الخط الزمني، بينما تؤكد التقديرات جميعها أن الاندماج حدث في مرحلة مبكرة جدًا من تاريخ المجرة.

إعادة كتابة قصة تشكّل درب التبانة

تمنح هذه النتيجة درب التبانة قصة نشأة أكثر تعقيدًا. فقد نمت المجرة عبر تكوّن النجوم داخل نظامها الأولي، لكنها اكتسبت أيضًا عددًا كبيرًا من النجوم التي وُلدت خارجها عندما ابتلعت LKH. وأصبحت تلك النجوم الوافدة جزءًا من المنطقة الداخلية للمجرة إلى جانب النجوم التي تشكّلت محليًا، ومواد أضافتها اندماجات لاحقة.

كما تمدد النتيجة الجدول الزمني المعروف لتجمّع المجرة. فقبل هذا الاكتشاف، كان تاريخ الاندماجات الكبيرة موثقًا بثقة حتى حدث Gaia-Sausage-Enceladus قبل نحو 10 مليارات سنة في الأبحاث المقدمة. أما LKH فتقدم دليلًا على اندماج مهم أقدم من ذلك، وتظهر أن درب التبانة كانت تبني نفسها عبر التصادمات وهي لا تزال مجرة فتية.

«علم آثار المجرات» يعيد بناء الماضي المندثر

يُعد هذا العمل مثالًا مباشرًا على علم آثار المجرات: استخدام النجوم والعناقيد طويلة العمر كسجلات لأحداث لا يمكن رصدها مباشرة اليوم. فعندما تتعرض مجرة للتمزق بفعل قوى الجاذبية، قد تختفي بنيتها، لكن عناقيدها الكروية تواصل الاحتفاظ بأعمارها وبصماتها الكيميائية. ومن خلال جمع العناقيد ذات التاريخ المتشابه، يستطيع الفلكيون تحديد شظايا مجرات تفككت قبل مليارات السنين.

وتربط المواد المقدمة هذا النهج، القائم على العمر والفلزية وبقايا الحركة الديناميكية، بالمجال الأوسع لإعادة بناء تاريخ درب التبانة، وهو مجال أُشير إلى الاعتراف به ضمن جائزة كافلي لعام 2026 في الفيزياء الفلكية. لكن المصادر المتاحة هنا لا تحدد حيثيات الجائزة أو أسماء الفائزين، لذلك لا يمكن إضافة تفاصيل أكثر من دون تجاوز الأدلة المقدمة.

ما الذي قد يكشفه هابل لاحقًا؟

قد يتيح الأسلوب نفسه العثور على اندماجات قديمة أخرى. فالرصد الجديد لعناقيد كروية لم تُدرس من قبل، ولا سيما في المنطقة الداخلية المزدحمة والمحجوبة من درب التبانة، يمكن أن يكشف مسارات إضافية منفصلة للأعمار والفلزية. وقد يمثل كل مسار منها نظامًا خارجيًا آخر ابتلعته المجرة خلال مراحل نموها الأولى.

ولا تحدد الأدلة المقدمة مرشحين بعينهم لاندماجات مستقبلية. لكنها ترسم استراتيجية واضحة: قراءة أعمار العناقيد وكيميائها، وفصل تواريخ تشكّلها، ثم استخدام هذه الأنماط لاستعادة فصول أخرى من ماضي المجرة الذي محته مليارات السنين.