إنه
لمن الصعب أن يكون العيش وديا وحميميا بالقرب من المجرات العملاقة،
فتوابعها الصغيرة سوف تتشوه تدريجيا إلى أن تُدمَّر في النهاية. وهكذا فإن
مجرّة القوس والرامي قد بدأت بالسير إلى حتفها قبل عدة بلايين من السنين،
وهي الآن جسم هش التماسك وفي مراحل فنائه الأخيرة. ولسوف تتشتت نجومه عبر
مجرّتنا، وإذ ذاك يزول ترتيبها المترابط الجميل المألوف لنا، الذي يشبه
التيار. وسيصعب على علماء الفلك في المستقبل تمييزها من النجوم الأصلية
لدرب التبانة. ويجري، أيضا، تمزق أوصال العديد من المجرّات الصغيرة، ويشكل
التيار للبعض كل ما تبقى منها (انظر الجدول في الصفحة33). إن ما يتسرب بعيدا في بعض الحالات القليلة، كما في غيمة ماجلاّن الضخمة، ليس نجوما، بل غازات⁽²⁾.



إن
آلية التدمير مألوفة جدا لنا جميعا وهي: حوادث المد والجزر التثاقلية،
وهي العملية نفسها التي تسبب المد والجزر في البحار والمحيطات على الأرض.
تنشأ القوى المدية⁽³⁾
عندما تتعرض مناطق مختلفة من جسم إلى قوى تثاقلية غير متساوية. فقمر
الأرض يجذب جزء الأرض المواجه له بقوة أكبر من تلك التي يجذب بها الجزء
الآخر البعيد عنه ـ والفرق بين القوتين هو من الضعف بحيث لا يؤدي إلى سحب
كوكبنا، ولكنه يكفي لجعل مياه البحر تنتفخ قليلا. وتؤدي حركة الجسمين إلى
جعل هذا الانتفاخ يكتسح الكرة الأرضية رافعا وخافضا مستوى مياه البحر وفق
دورات منتظمة. وبالمثل فإن مجرة درب التبانة تشوه مجرّة صغيرة تابعة أو
حشدا نجميا عن طريق سحبها لأحد جوانب هذه المجموعة النجمية أكثر من جذبها
لجانبها الآخر. وبهذا الفعل، تستطيع أن تجعلها تتخلى عن بعض نجومها [انظر
المؤطر في الصفحة 6]. وتفقد المجرّة
التابعة عددا متزايدا من نجومها، فتؤلف هذه النجوم عمليا قافلة تبدو لنا
شبيهة بكِسَر الخبز التي تدل على طريق الرجوع إلى الوطن الذي تشكلت فيه.

بحث في طريق التقدم^(*****)


إذًا،
تسهم مجرّة القوس والرامي القزمة، وتوابعُ مجرية أخرى، في النمو المتعاظم
لمجرّتنا. وقد أحدثت الاكتشافات الرصدية هذه ثورة في الفهم النظري لتشكل
المجرّة. كان الفلكيون يعتقدون، في وقت من الأوقات، أن جميع المجرّات قد
نشأت مباشرة نتيجة زيادة تدريجية، تكاد تكون غير محسوسة، في كثافة الكون
البدائي؛ ثم خضع في فترة مبكرة لنمو جامح، استقر بعدها بسرعة على ما هو
عليه الآن. وفي هذه الأيام، يظن الباحثون، باعتمادهم جزئيا على الأرصاد
التي أجريت للتيارات النجمية، أن المجرّات القزمة وحدها (التي تصل كتلها
إلى كتلة بليون شمس) هي التي مرت بمثل هذه المرحلة السريعة من التشكل، أما
المجرات العملاقة مثل درب التبانة (قرابة تريليون شمس)، فقد تشكلت في وقت
متأخر بطريقة النمو الالتحامي أو الاندماج التدريجي للمجرّات القزمة ـ
وهذه الطريقة مستمرة إلى يومنا هذا، وإن تكن بخطى أكثر تمهلا من ذي قبل.



وبعد
أن ضبط الفلكيون درب التبانة وهي تقوم بهضم المجرات القريبة منها،
انتقلوا إلى الشق الآخر من السؤال: ما هو التركيب الكيميائي الذي كانت
تملكه اللبنات المكونة لتلك المجرات القديمة؟ وما هي نسبة النجوم المهاجرة
إلى العملاقة في أيامنا هذه؟ وكيف أن العناصر الكيميائية التي جلبتها
معها هذه المجرّات الصغيرة إلى درب التبانة غيّرت في تاريخها المبكر؟
وبصرف النظر عن الفوائد المباشرة لتيارات النجوم لكونها سجلات أحفورية
للعملية التي تجمعت بها المجرّة، فإن لها أيضا استخدامات عظيمة بوصفها
مسابير لتوزع المادة المعتمة [انظر المؤطر في الصفحة المقابلة].

للإجابة
عن هذه الأسئلة، لا يحتاج الفلكيون إلى تحديد تلك النجوم التي تهاجر في
الوقت الحاضر إلى مجرتنا، بل أيضا إلى تحديد تلك التي هاجرت في الماضي.
والمعضلة هي أنه حالما تمتزج النجوم المهاجرة بالغاز في درب التبانة، يصبح
من المستحيل جوهريا تعرّفها كمعالم فضائية مميزة. لذا يجب على الفلكيين
المختصين البحث عن آثار أدقّ لمنشأ تلك النجوم، مثل أنماط حركاتها
وتركيبها الكيميائي الذي يصعب تغيره.

إننا
جميعا معتادون على دراسة حركة الأجسام استنادا إلى موضعها وسرعتها، لكن
للحركة خصائص أخرى، مثل الطاقة والاندفاع الزاوي. وكما يتعين الموضع في
الفضاء الثلاثي الأبعاد، فإن الموضع والاندفاع يمكن أن يتعينا في فضاء
مجرد سداسي الأبعاد يعرف بالفضاء الطوري، الذي يتميز من الفضاء الحقيقي
بأن للنجوم بداخله مرونة أكبر لاستعادة الشكل الذي كانت عليه. هذا وغالبا
ما تدمّر عملية هضم النجوم تماسك الفضاء الحقيقي للتيار، لكن لا يمكنها أن
تزيل تماسك الفضاء الطوري للتيار، وذلك طبقا لمبدأ أساسي في الميكانيك
الإحصائي يعرف بنظرية ليوفيل⁽⁴⁾ .Liouville's theorem

لذا
فإنه بقياس الطاقة والاندفاع الزاوي وكثافة الفضاء الطوري لعينات عشوائية
من النجوم، تمكن الباحثون من كشف مجموعات نجمية تستحيل رؤيتها مباشرة.
وهذه المجموعات أشباح لمجرّات تحللت قبل زمن بعيد. وقد استخدم كثير من
المجموعات البحثية، من ضمنها مجموعة تقودها <أمينة حلمي> [من المعهد الفلكي Kapteyn في گرونينگن بهولندا] و<.B .C بروك>
[من جامعة واشنطن]، تقنية للكشف عن عدد من أحافير (مستحاثات) التنامي
الالتحامي للتوابع، وكانت جميعها تقع بالقرب من المنظومة الشمسية، وذلك
لأن دقة التجهيزات المستخدمة لم تكن كافية لقياس الحركة التامة الثلاثية
الأبعاد للنجوم التي تقع على مسافات أبعد من ذلك.



أيٌّ منها لا يشبه الأخريات^(********)

لقد بدأ الفلكيون باختبار تقانة أخرى مثيرة وهي ما يسمى البصمة الكيميائية chemical fingerprint.
فأغلب النجوم لم تولد منعزلةً، بل في مجموعات من عدة آلاف إلى عشرات
الآلاف. وقد انبثقت كل مجموعة من غيمة غازية واحدة، وكل غيمة تمتلك خليطا
فريدا متجانسا من عناصر كيميائية ونظائر مشعة أورثتها النجومَ الوليدة.
وحتى عندما تتبعثر تلك النجوم، فإنها تبقى محتفظةً بعناصرها الكيميائية
الفريدة التي ورثتها، وهذا يسمح للفلكيين المختصين باقتفاء أثرها لمعرفة
مكان ولادتها. وقد بيّنت
[من جامعة فيكتوريا في كولومبيا البريطانية] أن للنجوم التي وُلدت في
مجرّات قزمة تركيبا كيميائيا مختلفا جدا عن تركيب نجوم درب التبانة
الأصلية.

وثمة سؤال أصعب: هل من الممكن تتبع مسار نجوم منفردة إلى حيث ولدت؟ لقد قامت، منذ عهد قريب،
[من المرصد الجنوبي الأوروبي] ومساعدوها بدراسةٍ كيميائية مفصلة لإحدى
أهم المجموعات النجمية في درب التبانة المعروفة جيدا، وهي القلائص، فوجدوا
أن جميع نجوم هذه المجموعة تمتلك جوهريا توزعا واحدا من العناصر
الكيميائية، وهذا يوحي بأن البصمة الكيميائية ستسمح في الحقيقة للفلكيين
بتمييز النجوم ذات المنشأ المشترك وفصلها. وقد يتمكنون ذات يوم من تمييز
أخوات الشمس ـ وهي تلك النجوم التي تكوّنت معها من الغيمة الغازية الأم
نفسها، ثم تبعثرت في كل مكان عبر المجرة.

وبعد
أن تم التحقق من جدارة البصمة الكيميائية، بدأ الفلكيون بوضع هذه الفكرة
موضع التنفيذ. فأجرى علماء المرصد الإنكليزي-الأسترالي تجربة السرعة
الإشعاعية (RAVE)، ونفذ فلكيّو المقراب Sloan تجربة سموها SEGUE. وقد تمكنوا من قياس سرعة أكثر من 100000 من النجوم القريبة ومعرفة تركيبها الكيميائي. وهذان المشروعان هما من أسلاف البعثة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية والبعثة SIM التابعة للوكالة ناسا. وقد وُضعت خطة طموح ليقوم مقراب البعثة Gaia ـ وهو أكثر المقاريب الفضائية تطورا تقانيا حتى الآن ـ بتنفيذ خريطة، بين عامي 2011 و 2020،
تبين المخطط الثلاثي الأبعاد لمجرتنا، وهذا يزودنا بقياسات لمواقع وسرعات
عدد مذهل من النجوم يقدّر بنحو بليون نجم ـ وهذا يعادل تقريبا 1
في المئة من نجوم مجرتنا. ومن المتوقع أن يتم الحصول على التركيب
الكيميائي لعدة ملايين من هذه النجوم. وبالعمل معا ضمن جدول زمني مشابه،
فمن المقدّر للمشروعSIM أن يقدم
معلومات دقيقة عن أمكنة عينة جزئية من النجوم الباهتة، وهذا ييسّر سبر
معظم نجوم التيارات غير الكثيفة. لذا فإن هاتين البعثتين تمثلان أفضل مسح
حساس لكن في مجال ضيق (البعثة SIM)، وأفضل مسح عريض لكن أقل حساسية (البعثة Gaia).

حقل تيارات نجمية(*********) اكتشف الفلكيون أقل قليلا من اثني عشر تيارا نجميا. ولو كانت النظريات الحالية لتكوّن المجرات صحيحة، لكان درب التبانة قد ابتلع مئات من المجموعات النجمية الصغيرة التي أصبحت معظم نجومها الآن ممتزجة بنجوم درب التبانة الأصلية، ولأصبح من المستحيل العثور عليها.

لقد
مضى عشرة أعوام على اكتشافنا مجرة القوس والرامي القزمة، وحينئذ اعتبرها
العديد من زملائنا مجرّد فضول ليس له مدلولات أوسع. ولكن سرعان ما أصبحت
هذه المجرة نموذجا للتاريخ الاندماجي والالتحامي المعقد لدرب التبانة ـ
ويُعتقد الآن أن هاتين العمليتين هما الدافعان الرئيسيان لتكوّن المجرّات
وتطورها. وقد جلبت المجرّات المندمجة نجوما جديدة وغازًا ومادة معتمة
(مظلمة)، كما أطلقت موجات تكوّنِ النجوم. وهذه النجوم المهاجرة هي التي
تجعل مجرّتنا محتفظة بنشاطها وحيوتها.