کهکشان راه شیری در مسیر برخورد با کهکشانی دیگر اما نه برای اولین بار

سرنوشت کهکشان راه شیری - و بسیاری از کهکشان‌های دیگر - در یک رقص کیهانی آهسته اما با پایانی غم‌انگیز در حال گسترش است.

بوکمارک(0)

No account yet? Register

هرچند ستارگان دوردست و کهکشان‌ها با سرعت در اطراف ما حرکت می‌کنند که در مقیاس زمانی نمای آسمان چندان تفاوتی با آسمان عصر یخبندان ندارد. حرکت آنها بسیار تدریجی است و در طی میلیاردها سال انجام می‌شود. اما اگر می‌توانستیم آسمان را مانند ستارگان ورای راه شیری ببینیم، اطراف کهکشان راه شیری به طرز شگفت‌آوری فعال به نظر می‌رسید.

کهکشان‌ها به دور یکدیگر می‌چرخند و به آرامی در مسیری مارپیچ به هم می‌پیچند تا زمانی که ادغام شوند. بسیاری از آنها در این حرکت به تنهایی سفر نمی‌کنند، بلکه همراهان خود (کهکشان‌های کوچکتر گروه محلی‌شان) را می‌آورند که در مسیر برخورد تاریک ممکن است ستاره‌هایی را از دل خانه‌هایشان جدا و در آسمان پخش کند. نواحی دیگر سرشار از گاز و غبار می‌شوند و با شکوهی که تازه یافته‌اند، شروع به تولد ستاره‌های جدید می‌کنند. رقص کهکشان‌ها آهسته ولی خشن و مملو از زندگی و مرگ است.

کهکشان راه شیری حرکت مجموعه‌ی بیش از 100 کهکشان معروف به گروه محلی را هدایت می‌کند. در این گروه، فقط کهکشان آندرومدا بزرگتر از کهکشان راه شیری است – با تقریباً 125 درصد جرم بیشتر – و مانند کهکشان ما، شکل مارپیچی دارد. دراین بین دو قمر کهکشانی کوچکتر برجسته هستند: اولی کهکشانی مثلثی که در اطراف آندرومدا می‌گردد و دومی ابر ماژلانی بزرگ (LMC) که به دور راه شیری می‌چرخد. باقیِ گروه محلی نیز عمدتاً قمرهای کهکشان ما و اندرومدا می‌باشند. هرچند این کهکشان ها در اطراف می‌چرخند، اما در نهایت با همراهان بزرگتر خود ترکیب خواهند شد. وقتی این اتفاق بیفتد، اولین باری نخواهد بود که کهکشان ما به کهکشان دیگری برخورد می‌کند.

نشانه‌های باستانی

کهکشان راه شیری اولین برخورد بزرگ خود را در اوایل عمر خود، تقریباً 10 میلیارد سال پیش، تجربه کرد. پیش از آن، احتمالاً تعداد زیادی خراش با کهکشان‌های کوچک‌تر داشت، اما برخورد چشمگیرش با کهکشانی به نام گایا انسلادوس بود که آثار ماندگاری بر جای گذاشت. هرچند برای مدت طولانی، آن زخم ها پنهان بودند، اما پس از سالها بررسی سرانجام تلسکوپ فضایی گایا آژانس فضایی اروپا آثار این برخوردها را در سال 2018 آشکار کرد.

الویزا پوجیو، ستاره شناس رصدخانه اخترفیزیک تورین در ایتالیا می‌گوید: “قبل از انتشار داده‌های گایا، فکر می‌کردیم کهکشان راه شیری یک کهکشان بسیار آرام و بدون اثرگذاری چشمگیر است. درحالی که امروزه می‌دانیم ماجرا پیچیده تر از آن چیزیست که قبلاً تصور می‌کردیم.”

گایا انسلادوس یک کهکشان کوتوله کمی کوچکتر از کهکشان راه شیری بود، شاید 2 میلیارد سال سن داشت که با ما برخورد کرد. این برخورد عواقب قابل توجهی خواهد داشت. کهکشان راه شیری دیسکی بود که ستارگان از آن به بیرون پرتاب می‌شدند و هاله‌ی آن را ایجاد می‌کردند. بخشی از دیسک پس از آن ناپایدار شد و به یک ساختار میله‌مانند فرو ریخت. با گذشت زمان، یک دیسک جدید و نازک ایجاد شد. وقتی ادغام به پایان رسید، کهکشان راه شیری دیگر کهکشانی متفاوت بود.

واسیلی بلوکوروف، یکی از دو تیمی که این رخداد باستانی را کشف کردند، می‌گوید: “این اتفاق یک لحظه کلیدی در زندگی کهکشان راه شیری بود. زیرا مجموعه‌ای از دگرگونی‌ها را در کهکشان راه شیری به وجود آورد که درنهایت آن را به راه شیری که ما امروزه می‌شناسیم، تغییر داد.”

برای چند میلیارد سال آینده، کهکشان راه شیری ساکت بود و تنها گهگاهی کهکشان های اقماری کوچکی را می‌خورد. اما کهکشان‌های بزرگتر را به حال خود می‌گذاشت تا اینکه حدود 6 میلیارد سال پیش زمانی که کهکشان کمان شرایطی را ایجاد کرد، این وضعیت تغییر یافت.

کهکشان کمان یک کهکشان بیضوی است، یکی از نزدیکترین همسایگان راه شیری که با برهمکنشی ناشی جسمی بزرگ به پایانی دردناک نزدیک می‌شود. این کهکشان که در سال 1994 کشف شد، در اطراف قطب‌های کهکشان راه شیری مارپیچی می‌چرخد، جرم آن صد تا هزار برابر کمتر از جرم کهکشان راه شیری است.

در سال 2018، دانشمندان با روش‌های خاص عکس برداری طول موجی یک رشته ی تار مانند در دیسک کهکشان راه شیری کشف کردند. رشته ای در اندازه ای بزرگ – شامل مجموعه‌ای از ستارگان که به صورت گرانشی به هم چسبیده‌اند – هرچند این پدیده در کهکشان‌های مارپیچی رایج است، اما کهکشان ما نسبتاً آهسته در اطراف دیسک حرکت می‌کند. با اینکه این پیچ می‌تواند به دلیل فعل و انفعالات درون یک کهکشان شکل بگیرد، اما این حرکت منشا خارجی را نشان می‌دهد. پوجیو که مقدار این تاب را اندازه‌گیری و ردیابی کرد، می‌گوید: “تنها مدل ممکنی که می‌تواند چنین جهش بزرگی را توضیح دهد، تعامل گرانشی با یک کهکشان دیگر است.”

اما عامل چیست؟ در حالی که ممکن است پیچیدگی کهکشان راه شیری توسط LMC ایجاد شده باشد، پوجیو فکر می‌کند که تاثیر کهکشان کمان ممکن است قوی‌تر باشد. او در تلاش برای اثبات آن است البته تایید نظریه او نیاز به شبیه سازی های بیشتری دارد که درحال حاضر در حال تجزیه و تحلیل می‌باشد.

کهکشان کمان همچنین در کهکشان راه شیری باعث ایجاد امواج ستاره‌زایی می‌شود. محققان تکه‌هایی از شکل‌گیری ستاره‌ها را یافته‌اند که در نزدیکی یا مرکز کهکشان راه شیری یعنی محل مرگ ستارگان منطبق است. فعل و انفعالات گرانشی انبوهی از گاز و غبار را به هم می‌فشارند تا مناطقی را که برای تولد ستاره آماده هستند، ایجاد کنند. توماس رویز-لارا، ستاره‌شناس مؤسسه نجومی کاپتین، هلند، انفجارهایی از شکل‌گیری ستاره‌ها را در حدود 6.5 میلیارد، 2 میلیارد و 1 میلیارد سال پیش پیدا کرد و جالب این است که محل آنها در صورت فلکی قوس (ناحیه ی مرکزی کهکشان ما) قرار دارد.

رویز-لارا می‌گوید: “شگفتی اصلی این است که چنین پدیده ای می‌تواند همه این اثرات را ایجاد کند. کهکشان کمان بازیگر مهمی در فیلم منشا و تکامل کهکشان ما است.”

این توالی مصور از برخورد آینده کهکشان راه شیری و آندرومدا را در آینده را نشان می‌دهد. پدیده‌ای که اگر از زمان حال شروع شود بیش از 4 میلیارد سال زمان لازم است تا زمانی که کهکشان ما کاملاً از ماهیت فعلی خود منحرف شود. منبع : ناسا

ویرانی در پیش است

کمان تنها کهکشانی نیست که آماده‌ی برخورد با کهکشان راه شیری است. LMC، چهارمین شی بزرگ در گروه محلی، به آرامی به سمت ما حرکت می‌کند. برای چندین دهه، ستاره‌شناسان فکر می‌کردند که کهکشان نامنظم عظیم و پسرعموی کوچکتر آن، ابر ماژلانی کوچک (SMC)، قبلاً چندین حلقه در اطراف کهکشان راه شیری ایجاد کرده است. اما در سال 2007، اخترشناسان از تلسکوپ فضایی هابل استفاده کردند تا تأیید کنند که این جفت کهکشان کوتوله، در اولین رویکرد تعاملی خود با کهکشان راه شیری هستند. اگرچه LMC تا 2 میلیارد سال دیگر با ما ادغام نخواهد شد، اما در حال حاضر تاثیر گرانش راه شیری را احساس می‌کند.

تأثیر این تعامل بدین گونه است که نه تنها LMC به سمت کهکشان راه شیری کشیده شده است، بله خود راه شیری نیز به سمت LMC حرکت می‌کند. کهکشان راه شیری با مجموعه‌ای از مواد نسبت به کشش مناطق اطراف واکنش های متفاوتی نشان می‌دهد. مثلا هاله داخلی و دیسک ستاره‌ای توسط LMC کشیده می‌شوند، در حالی که مواد هاله بیرونی زیاد حرکت نمی‌کنند. بلوکوروف می‌گوید: “این یک آشفتگی کامل است.”

بر خلاف کهکشان کمان، LMC تنها نیست. علاوه بر SMC، به نظر می‌رسد که LMC کهکشان‌های اقماری خود را نیز می‌آورد. اکتا پاتل، اخترشناس دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، می‌گوید: “این اقمار برای سواری همراه می‌شوند.” پاتل در حال حاضر چندین کهکشان کوچکتر گروه محلی را مطالعه و شش کهکشان را پیدا کرده است که به نظر می‌رسد به ابرهای ماژلانی مرتبط هستند. برخورد آینده بین کهکشان راه شیری و LMC ممکن است باعث قطع ارتباط آنها از LMC شود. آنها ممکن است همراه با LMC به کهکشان راه شیری بیفتند، یا ممکن است در یک مدار جدید قرار گیرند و به مسیر خود ادامه دهند.

برخورد با LMC ممکن است کهکشان راه شیری را شبیه دیگر کهکشان های مارپیچی کند. امروزه کهکشان راه شیری دارای یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم است که بسیار کوچکتر از سیاه‌چاله های دیگر کهکشان های هم اندازه است. هاله ستارگانی که کهکشان را احاطه کرده اند سبک وزن و از نظر فلزی فقیر هستند و LMC یک قمر کهکشانی غیرعادی بزرگ برای مارپیچ های مشابه است. همه اینها احتمالاً نشانه‌هایی از دوره آرام اما غیرعادی است که کهکشان ما پشت سر گذاشته زیرا اکثر کهکشان‌ها بیش از یک ادغام بزرگ را تجربه می‌کنند، در حالی که کهکشان راه شیری تاکنون تنها با گایا انسلادوس برخورد کرده است. ماریوس کاتون، ستاره‌شناس رصدخانه لیدن در هلند می‌گوید: “از آن زمان تاکنون، تقریباً چیزی وجود نداشته است.”

در مقاله‌ای در سال 2019، کاتون و همکارانش شبیه‌سازی کردند که نشان می‌داد برخورد آینده با LMC چگونه شکل راه شیری را تغییر می‌دهد. براساس محاسبات اندازه سیاه‌چاله کهکشان ما باید تا هشت برابر بزرگتر شود. ستارگان کهکشان در حال سقوط، و همچنین آنهایی که از قرص کهکشان راه شیری بیرون کشیده شده اند، باید حجم هاله‌ی کهکشان را زیاد کرده و فلزات ستاره‌ای را غنی سازند. پس از پایان این ادغام دیگر کهکشان راه شیری منحصر به فرد نخواهد بود بلکه  قابل مقایسه با کهکشان های دیگر است.

شاید بزرگترین برخورد در گروه محلی راه شیری هنوز اتفاق نیفتاده است. کهکشان عظیم آندرومدا که با نام  M31نیز شناخته می‌شود، در حدود 4 میلیارد سال آینده به ما برخورد خواهد کرد. اگرچه این رویداد مدت‌ها مشکوک بود، اما در سال 2012 وقتی دانشمندان از تلسکوپ فضایی هابل ناسا برای اندازه‌گیری حرکت جانبی آندرومدا استفاده کردند، این ورق برگشت. زیرا با مقایسه مشاهدات قبلی، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آندرومدا مستقیماً به سمت ما حرکت می‌کند. حتی اندازه‌گیری‌های اصلاح‌شده با استفاده از تلسکوپ گایا اکنون نشان می‌دهد که این در هم کوبیدن کمی خارج از محور خواهد بود.

رولند ون در مارل، ستاره‌شناس مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی که رهبری تیم‌هایی را که هر دو اندازه‌گیری را انجام دادند، برعهده داشت می‌گوید: “اینکه این یک برخورد کاملاً رو به رو باشد یا بیشتر یک ضربه از گوشه، واقعاً بر نتیجه نهایی تأثیر نمی‌گذارد.” برخورد و ادغام در نهایت، دو کهکشان مارپیچی را به یک کهکشان بیضی شکل کروی تبدیل می‌کند که تقریباً از تمام گازهای ستاره‌ساز خالی است. سیاه‌چاله های کلان پرجرم در یک مسیر مارپیچی با هم ترکیب می‌شوند و در نهایت به یک هیولا در قلب کهکشان جدید تبدیل خواهند شد.

مسیر برخورد آینده آندرومدا و کهکشان راه شیری. کهکشان مثلث همچنین ممکن است بخشی از سقوط قریب الوقوع باشد. منبع: ناسا

برخورد! انفجار!

همانطور که LMC و SMC به دور کهکشان راه شیری می‌چرخند، اما در واقع در جنگی بصورت طناب‌کشی قرار دارند. در سال 2012، گورتینا بسلا، از دانشگاه آریزونا، بخشی از تیمی بود که نتایج یک برخورد بین LMC و SMC را مدلسازی کرد. دو سال پیش، مشاهدات تیمی دیگر از ستاره‌های جوان پرجرم و داغ درون این جفت، مدل آنها را تأیید کرد – این دو تنها چند صد میلیون سال پیش با هم برخورد کرده بودند.

قبل از دهه 2000، ستاره شناسان تنها تعداد انگشت شماری از کهکشان های اقماری را در همسایگی کهکشان راه شیری می‌شناختند. اما با پیشرفت تکنولوِژی  و انجام بررسی های دیجیتالی چهره‌ی آسمان تغییر کرد. اکنون ده‌ها کهکشان اقماری کوچک‌ دیگر را می‌شناسیم که به کهکشان خودمان گره خورده‌اند، بسیاری از آنها بسیار کم‌نور هستند. دریافت دومین سری از داده های منتشر شده توسط تلسکوپ گایا به ما اجازه داد تا حرکت این کهکشان‌های اقماری را ردیابی کنیم. پاتل می‌گوید: “گایا شگفت‌انگیز است زیرا به ما امکان می‌دهد حرکت ستارگان را در کم‌نورترین کهکشان‌های شناخته‌شده ردیابی کنیم. این یک تغییر بزرگ در این بازی است.”

هر کهکشانی با جرم کمتر از 10 درصد کهکشان راه شیری، می‌تواند توسط گرانش قوی تر کهکشان بزرگتر کنترل شوند. گرانش باعث می‌شود که ستاره‌ها از کهکشان‌های خود جدا شوند، این اثر جریان‌های ستاره‌ای ایجاد می‌کنند، نوارهایی از ستاره‌ها که در سراسر آسمان کشیده می‌شوند.

آندرومدا نیز ازاین برخوردها زخمی است. در حال حاضر کهکشان مثلثی، سومین کهکشان بزرگ در همسایگی ما، به همان روشی که LMC در کهکشان راه شیری سقوط می‌کند، در آندرومدا فرو می‌رود. اگرچه تلسکوپ‌های رادیویی برای اندازه‌گیری حرکت کهکشان کوچک‌تر کارایی خوبی دارند، اما گایا توانست این اندازه‌گیری‌ها را تأیید کند و بینش بیشتری در اختیار ما قرار دهد.

ون در مارل، که از گایا برای اندازه‌گیری حرکت کهکشان کوچکتر استفاده کرد، می‌گوید: “کمی تعجب آور است، اما به نظر می رسد که سازگارترین سناریو از طریق مشاهدات این است که کهکشان مثلث در آندرومدا سقوط می‌کند.”

با این حال، ون در مارل می‌گوید: “با تأمل و بررسی ارتباط بین کهکشان مثلث و LMC – که هر دو اولین ادغام خود را به سمت کهکشان‌هایی تقریباً 10 برابر بزرگ‌تر از آنچه که هستند انجام می‌دهند – اما این پدیده آنقدر که به نظر می‌رسد تعجب‌آور نیست. درک کنونی از شکل‌گیری کهکشان‌ها شامل جذب اجرام کوچک‌تر در کهکشان‌های بزرگ‌تر برای ساختن آنها است. او می‌گوید به احتمال زیاد جرمی نسبتاً عظیم پیدا می‌شود که شروع به ادغام با کهکشان مادرش کند، اما این عمل به این صورت نیست که چندین بار در طول میلیاردها سال به دور آن بچرخد و سپس جذب شود بلکه این روند حالتی شبیه سقوط – ادغام و بلعیدن دارد.”

رقص کهکشان‌ها ممکن است میلیاردها سال طول بکشد تا پایان یابد، اما در نهایت کهکشان راه شیری، همسایگان کوچکش را در مجموعه‌ای از ستاره‌ها ادغام می‌کند. هنگامی که تمامی این روندها پایان یابند، آندرومدا، کهکشان راه شیری و همه کهکشان‌های اقماریِ آنها بازوی مارپیچ و ستاره‌های جوان خود را از دست خواهند داد. تنها چیزی که باقی خواهد ماند مجموعه‌ای از ستارگانی پیر در کهکشانی بدون غبار است که از سکوت سال‌های طلایی خود لذت می‌برند.

5/5 - (3 امتیاز)
به اشتراک بگذارید
منبع َAstronomy
ممکن است شما دوست داشته باشید
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

go2top