خذ قمة دوّارة للأطفال وأطلقها على الطاولة. ستدور بثبات، وستتحرك جميع أجزائها في اتجاه واحد. والآن ارْمِ حفنة من الخرز على الأرض وانفخ فيها — ستتطاير كل خرزة في اتجاه. هكذا تقريبًا يميز علماء الفلك بين نوعين من المجرات الكبيرة: "القمم الدوّارة" (الدوارات السريعة) و"الخرز" (البطيئة ذات الحركة العشوائية للنجوم).
ولكن كيف نعرف إلى أي نوع تنتمي مجرة بعيدة؟ عادةً ما ينظرون إلى سرعة دوران النجوم في مركزها. إذا كانت أعلى من حد معين — فهي "قمة دوّارة". وإذا كانت أقل — فهي "خرز". اختبر مؤلفو الدراسة الجديدة هذه الحدود باستخدام محاكاة حاسوبية فائقة تُعرف باسم IllustrisTNG، حيث تولد المجرات الافتراضية وتعيش وفقًا لقوانين الفيزياء. اختاروا آلافًا من هذه المجرات وقارنوها ببيانات حقيقية حصلت عليها تلسكوبات MaNGA وATLAS$^{3D}$.
كما أظهرت المحاكاة أن المجرات الافتراضية في المتوسط أقل "دورانًا" من المجرات الحقيقية. فهي تحتوي على عدد كبير جدًا من الأنظمة ذات الدوران الوسيط، وعلى "سحب" نجمية ضخمة جدًا حول المركز. هذه إشارة مهمة لمن يعملون على تحسين النماذج الحاسوبية للكون.
ولمسة أخيرة: ابتكر الباحثون طريقة لتقدير نسبة النجوم في الهالة البعيدة للمجرة — الغلاف المتناثر حولها — من خلال الملاحظات. في السابق، كانت هناك حاجة إلى قياسات معقدة، أما الآن فيكفي علم الحركة (kinematics) — أي "الدوران" و"الاهتزاز" للنجوم. صحيح أن الطريقة لا تزال خشنة بعض الشيء، لكنها خطوة نحو رؤية المجرات بشكل أكثر تجسيدًا.
محاكاة IllustrisTNG تعيد إنتاج مكعب من الفضاء يبلغ حجمه مئات الملايين من السنوات الضوئية، وتولد فيه ملايين المجرات — من القزمة إلى العملاقة.