۴ معمای بزرگ درباره کهکشان راه شیری

داده‌هایی که توسط ماموریت گایا سازمان فضایی اروپا گردآوری شده است، حاوی اطلاعاتی بی‌سابقه‌ای درباره بیش از ۱ میلیارد از درخشان‌ترین اجرام در آسمان است. اخترشناسان امیدوارند با داده‌های جدیدی که در ۱۳ ژوئن منتشر می‌شود، برخی از اسرار بزرگ را درباره تولد و زندگی کهکشان راه شیری و ستارگان موجود در آن کشف کنند.

به گزارش space.com، گایا در سال ۲۰۱۳ به فضا پرتاب شد. این ماموریت به دلیل ایجاد دقیق‌ترین نقشه راه شیری با ترسیم موقعیت، فواصل و سرعت دقیق نزدیک به ۲ میلیارد ستاره شناخته شده است. مجموعه داده‌های آینده بُعد جدیدی را اضافه و ترکیبات شیمیایی ده‌ها میلیون ستاره را آشکار می‌کند.

فضاپیمیای گایا در اطراف نقطه دوم  لاگرانژی، تقریباً هر دو ماه یکبار تمام محیط آسمان را اسکن می‌کند. لازم به ذکر است که بگوییم، ۲ میلیارد جرم آسمانی که توسط تلسکوپ دیده می‌شود تنها ۱ درصد از تمام ستارگان راه شیری را تشکیل می‌دهند. در ادامه این مطلب برخی از شگفت‌انگیزترین اسراری که کاشفان راه شیری مشتاق آن هستند، آورده شده است.

۱. ستاره‌ها از کجا می‌آیند؟

از آنجایی که اجرام در جهان از قوانین فیزیک پیروی می‌کنند، ستاره شناسان می‌توانند مسیر گذشته آن ستارگان را طراحی یا فیلم میلیون‌ها یا حتی میلیارد‌ها سال عقب یا جلو آن‌ها در راه شیری را پخش کنند.

تیم ماموریت گایا برای اولین بار (پارامتر‌های اخترفیزیکی) را برای نیم میلیارد ستاره منتشرکرد. این پارامتر‌ها که از طیف نوری ستارگان اندازه‌گیری شده توسط گایا به دست می‌آیند، اطلاعاتی درباره ترکیب شیمیایی، جرم، سن، دما و روشنایی هر یک از ستارگان اندازه‌گیری شده نشان می‌دهند.

دی بروژن، دانشمند پروژه «گایا» می‌گوید: شما به مرور زمان با ستارگان آشنا خواهید شد. مثل این است که یک گروه ناشناس متشکل از ۵۰۰ میلیون نفر داشته باشید و سپس تک تک با آن‌ها آشنا شوید. او می‌گوید: گایا با ترکیب شیمیایی اتمسفر ترکیبات ۳۰ میلیون از ستاره‌ها را اندازه گیری کرده که مشابه ترکیبات شیمیایی ابر‌های مولکولی است. اخترشناسان با ترکیب اطلاعات مربوط به ترکیب شیمیایی با مدل‌سازی مسیر‌های ستارگان، می‌توانند گروه‌هایی از ستارگان را در کهکشان راه شیری ردیابی کنند.

۲. نکاتی درباره بازوهای مارپیچی

گایا از سال ۲۰۱۴ کهکشان راه شیری را اسکن کرده است، اما هنوز هم تعداد زیادی از ستاره شناسان در مورد این کهکشان اطلاعاتی ندارند. مطالعه کهکشانی کار آسانی نیست، از آنجایی که ما در داخل این کهکشان زندگی می‌کنیم، نمی‌توانیم این جنگل انبوه آسمانی را به طور کامل مشاهده کنیم.

عبور از میان غبار غلیظ و ابر‌های گازی که در مرکز کهکشان راه شیری (جایی که سیاهچاله کلان پرجرم Sagittarius A*) وجود دارد، حتی برای فضاپیمای گایا هم دشوار است. پیشرفت‌های تدریجی داده‌های گایا با کمک سایر تکنیک‌های رصدی، مانند نجوم رادیویی جمع‌آوری می‌شوند. این بدان معناست که ما به حل برخی از معما‌های بزرگ، از جمله توزیع ماده تاریک در کهکشان نزدیک می‌شویم.

دی بروژن می‌گوید: تمام مواد موجود در کهکشان به هر ستاره گرانش اعمال می‌کنند و این گرانش تعیین کننده سرعت حرکت ستارگان در فضا است؛ بنابراین با اندازه گیری حرکات ستارگان، توزیع ماده تاریک در کهکشان راه شیری بررسی می‌شود.

اکثر اخترشناسان موافق هستند که کهکشان راه شیری دارای چهار بازوی مارپیچی است. اما نکاتی درباره این بازو‌های مارپیچی وجود دارد. ستاره شناسان در مورد اندازه و برجستگی تک تک بازو‌ها و موقعیت دقیق آن‌ها در قرص کهکشان راه شیری بحث کرده اند و می‌گویند داده‌های جدید به آشکارسازی ساختار مارپیچی با وضوح بهتر کمک کند.

به گفته دی بروژن، با پارامتر‌های اخترفیزیکی که اکنون در دست داریم، می‌توانیم نمونه‌هایی از ستارگان را برای موارد علمی خاص ایجاد کنیم. بازو‌های مارپیچی عمدتاً از ستارگان جوان ساخته شده اند، بنابراین، با داده‌های جدیدی که در دست داریم، می‌توانیم به ستارگانی که بیش از ۱۰۰ میلیون سال سن ندارند، نگاه کنیم.

آنتونی براون، ستاره شناس دانشگاه لیدن هلند و رئیس کنسرسیوم پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌های گایا، می‌گوید: با داده‌های جدید به دست آمده، ستاره شناسان می‌توانند دورتر از خورشید را نگاه و بخش بزرگتری از بازو‌های مارپیچی کهکشان را به طور مستقیم نمونه برداری کنند.

۳. گذشته کهکشان راه شیری

اندازه‌گیری‌های گایا اخترشناسان را قادر می‌سازد تا درباره باستان‌شناسی کهکشانی اطلاعات جمع‌آوری کنند. دانشمندان با تصویر سازی مسیر میلیون‌ها ستاره، می‌توانند درباره رویداد‌هایی که در گذشته‌های دور روی داده‌ است، بیاموزند. این رویداد‌ها شامل برخورد‌های فاجعه آمیز با کهکشان‌های دیگر است.

یکی از معروف‌ترین اکتشافاتی که از انتشار داده‌های قبلی گایا به دست آمد، برخورد راه شیری با کهکشان کوچکتری به نام گایا انسلادوس است که ۸ تا ۱۱ میلیارد سال پیش اتفاق افتاد. در آن زمان کهکشان راه شیری بسیار کوچک بود و هنگامی که کهکشان کوچکتر را بلعید تحولات قابل توجهی را تجربه کرد. برخورد راه شیری با گایا انسلادوس، آخرین ادغام مهم این کهکشان بود. دانشمندان امیدوارند با کمک داده‌های جدید ستاره‌شناسان بتوانند از گذشته کهکشان اطلاعات جمع‌آوری و برخی از برخورد‌های قبلی را ردیابی کنند.

به گفته براون، برخی از نویسندگان توانستند نشانه‌هایی از شکل‌گیری کهکشان راه شیری را که مربوط به حدود ۱۲ یا ۱۳ میلیارد سال پیش است، کشف کنند. اکنون با توجه به سن و ترکیبات شیمیایی ستارگان می‌توان ترتیب زمانی رویداد‌ها را فهمید. کهکشان راه شیری تا به امروز به بلعیدن کهکشان‌های کوچکتر ادامه داده است. اطلاعات نشان می‌دهند که دو کهکشان کوتوله به نام‌های ابر ماژلانی بزرگ و  کوچک در گذشته توسط کهکشان راه شیری بلعیده شده اند.

راه شیری همانند کهکشان‌های دیگر، روزی با مرگ خود همراه خواهد بود. این کهکشان حدود ۴.۵ میلیارد سال دیگر با نزدیکترین همسایه کهکشانی بزرگ خود، کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد. انتظار می‌رود این برخورد تقریباً همزمان با مرگ خورشید اتفاق بیفتد.

۴. مشکل دیسک کهکشان راه شیری

داده‌های قبلی گایا نشان داد که دیسک کهکشان راه شیری به جای مسطح بودن، کج شده است. اخترشناسان فکر می‌کنند که این لرزش ناشی از یک سقوط کهکشانی نه چندان دور است. هر چه اخترشناسان اطلاعات بیشتری داشته باشند، ابزار‌های تجزیه و تحلیل جزئیات دقیق تری را در مورد این کهکشان آشکار می‌کنند. همچنین براون امیدوار است که داده‌های جدید بتواند اختلال راه شیری و منشاء آن را آشکار کند. همچنین می‌گوید: این اختلال را می‌توان در مکان‌های مختلف کهکشان بررسی کرد.

درحال حاضر فضاپیمای گایا، بیشترین مقالات علمی را تولید و ترکیبات شیمیایی سیارک‌ها در منظومه شمسی را جمع آوری می‌کند. ماموریت اسکن آسمان توسط گایا تا سال ۲۰۲۵، زمانی که سوخت آن تمام شود، ادامه دارد.

بیشتر بخوانید

• اکتشافات علمی برجسته سال ۲۰۲۲ را بشناسید