وقتی دو کهکشان با یکدیگر برخورد کنند، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟

گرانش می‌تواند اتفاق‌های خارق‌العاده‌ای را رقم بزند. این نیروی نامرئی تأثیر چشمگیری بر مواد کیهانی دارد. گرانش عامل تبدیل گاز و غبارها به ستاره‌های درخشان، تبدیل سنگ‌های نامنظم به سیاره‌هایی کروی و در نهایت برخورد کهکشان‌ها با یکدیگر است. گاهی دو کهکشان و گاهی تعداد بیشتر به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند این حرکت تا جایی ادامه دارد که کهکشان‌ها با یکدیگر برخورد کنند؛ در این شرایط مواد داخلی کهکشان‌ها هم ممکن است با یکدیگر برخورد کنند و ترکیب شوند و درنتیجه، هرج و مرجی آهسته آن‌ها را به گوی کهکشانی عظیمی تبدیل می‌کند.

ستاره‌شناس‌ها چنین رویدادهایی موسوم به ادغام را در گذشته رصد کردند. در ابتدای برخورد این‌طور به نظر می‌رسد که کهکشان‌ها برای کنفرانسی فضایی گرد هم آمده‌اند. در اوج این فرایند، گرانش شکل کهکشان‌ها را برهم می‌زند و در پایان، کره‌ای نامنظم باقی می‌ماند. سپس تنها علامت وقوع ادغام، سوسوی کم‌نور مواد ستاره‌ای اطراف کهکشان است.

تصویر زیر که به‌وسیله تلسکوپ جمنای در هاوایی گرفته شده است، آغاز یک ادغام را با جزئیات چشمگیر نمایش می‌دهد. دو کهکشان NGC 4567 در بالا و NGC 4568 در پائین به دور یکدیگر می‌چرخند، ستاره‌هایشان یکدیگر را هل می‌دهند و ستاره‌های جدید می‌درخشند تا جایی که همه چیز در بازه‌ی تقریبی ۵۰۰ میلیون سال به هم می‌آمیزد و شکل نهایی، یک قلب در آسمان است.

ادغام‌های کهکشانی از خیال‌انگیز‌ترین رویدادهای جهان هستند. قطعاً ابرنواخترها و سیاه‌چاله‌ها هم جذابیت‌های خود را دارند؛ اما ادغام‌های کهکشانی حرف زیادی برای گفتن دارند. این رویدادها همچنین زمینه‌ی خوبی برای رویاپردازی درباره‌ی حیات فرازمینی فراهم می‌کنند. برای مثال NGC 4568 و NGC 4567 را در نظر بگیرید که پر از ستاره‌ هستند و اغلب ستاره‌ها براساس رصدهای به‌دست‌آمده، سیاره‌هایی دارند؛ بنابراین شاید کهکشان‌های NGC خانه‌ی موجودات دیگری باشند؛ اما قرار گرفتن در میانه‌ی یک ادغام کهکشانی چه حسی دارد؟ به گفته‌ی ویسنتو رودریگز گومز، ستاره‌شناس دانشگاه ملی مکزیک:

چشم‌انداز شب در کهکشان‌های ادغام‌شده بسیار چشم‌نواز خواهد بود. آسمان پر از ستاره‌های جدید می‌شود و می‌توان جریان‌های خمیده‌ی ستاره‌ها، گازها و غباری را که در آسمان کشیده شده‌اند به وضوح مشاهده کرد. چشم‌انداز این آسمان به‌ویژه اگر در لبه‌های خارجی کهکشان زندگی کنید، تماشایی‌تر خواهد بود. در این شرایط آسمان شب مانند مرکز کهکشان شلوغ نیست.

حالا فرض کنید در دامنه‌های خارجی، کهکشان دیگری با کهکشان شما ادغام شود. در این شرایط این کهکشان در تاریکی شب، بزرگ‌تر و درخشان‌تر از هر ستاره‌ی دیگری ظاهر می‌شود. حتی هیجان‌انگیز‌تر از آن، می‌توانید این منظره را تقریباً بدون نگرانی مشاهده کنید زیرا با وجود برخورد کهکشان‌ها احتمال برخورد خورشید با ستاره‌ای دیگر به‌شدت بعید است. مویا مک‌تایر، اخترفیزیکدان و مؤلف اثر «راه شیری: شرح حال کهکشان ما» می‌گوید:

آیا تاکنون گروه نوازندگان نظامی را دیده‌اید؟ یا اجرایی که در آن دو گروه از میان یکدیگر راه می‌روند؟ ستاره‌ها هم به همین شکل در ادغام‌های کهکشانی حرکت می‌کنند و مانند نوازندگان یکپارچه از کنار یکدیگر عبور می‌کنند. بااینکه تعداد ستاره‌ها زیاد است، فضا همچنان بی‌کران است و اغلب ستاره‌ها درمعرض خطر برخورد با چیز دیگری قرار ندارند.

البته اگر سیاره‌ی شما در نقطه‌ای دورافتاده قرار داشته باشد ممکن است با مشکل روبه‌رو شوید. فشار ناشی از برخورد می‌تواند ستاره‌ها را از لبه‌های یک کهکشان به اعماق فضای میان کهکشانی پرتاب کند. از طرفی حتی با وجود عبور منظم ستاره‌ها از کنار یکدیگر، فضای بین آن‌ها می‌تواند اندکی دچار بی‌نظمی شود. به نقل از جیهان کارتالتپ، اخترفیزیکدان مؤسسه‌ی فناوری روچستر و یکی از پژوهشگران شکل‌گیری کهکشان‌ها:

کهکشان‌ها دارای ابرهای عظیمی از گاز و غبار هستند و در صورت برخورد، این ابرهای عظیم گاز و غبار هم با یکدیگر برخورد می‌کنند.

درنتیجه فرایند برخورد گاز و غبارها می‌تواند باعث ایجاد توده‌های مه‌آلودی از گاز و غبار در آسمان شب شود که در نهایت بر اثر وزن خود دچار فروپاشی می‌شوند و ستاره‌های جدیدی را تشکیل می‌دهند. ستاره‌شناسان روی زمین می‌توانند این مناطق انفجار ستاره‌ای را در تصاویر ادغام کهکشانی رصد کنند.

برای مثال تصویر زیر از تلسکوپ فضایی هابل را در نظر بگیرید. این تصویر کهکشان‌های آنتن را نشان می‌دهد که برخورد آن‌ها تقریباً ۶۰۰ میلیون سال قبل آغاز شد و با محو ساختارهای مارپیچی‌شان، خوشه‌ ستاره‌های جدیدی به وجود آمدند که به شکل لکه‌های آبی‌رنگ در عکس دیده می‌شوند.

با مهاجرت مواد کهکشان‌های ادغام‌شونده، سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم کهکشان‌ها هم حرکت می‌کنند و در مرکز کهکشان جدید ادغام می‌شوند. این اجرام نامرئی سنگین، سر راه خود، مواد مرئی مثل شهاب‌سنگ‌ها و ستاره‌ها را سمت خود می‌کشند و احتمالاً برخی از آن‌ها را می‌بلعند. شیارا مینگرلی، اخترفیزیکدان دانشگاه کانتیکت و مرکز اخترفیزیک محاسباتی فلاتیرون که در زمینه‌ی سرنوشت سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در ادغام‌ها پژوهش می‌کند، می‌گوید:

وقتی ادغام دو کهکشان شروع می‌شود، سیاه‌چاله‌های کلان جرم مرکز آن‌ها به مرکز کهکشان جدید منتقل و در نهایت با یکدیگر ادغام می‌شوند. در نمونه‌ی برخورد سه کهکشان، محتمل‌ترین سناریو این است که دو سیاه‌چاله به هم برسند و سیستمی دوتایی را تشکیل دهند و با رسیدن سیاه‌چاله‌ی سوم، ممکن است سیاه‌چاله‌ی کم جرم‌تر از کهکشان بیرون انداخته شود و در نهایت به یک سیاه‌چاله‌ی کلان‌‌جرم سرگردان در جهان تبدیل شود.

تمام فرآیندهای فوق مثل تولد ستاره‌های جدید و سرگردانی سیاه‌چاله‌ها، درطول میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال رخ می‌دهند. درنتیجه ساکنین فرضی کهکشان‌های NGC هیچ تغییری را در طول عمر خود مشاهده نمی‌کنند بلکه تنها می‌دانند درون یک ادغام زندگی می‌کنند. ستاره‌شناس‌های فرضی این جهان می‌توانند دسته‌بندی‌ها را ازطریق رصد‌های آرشیو‌شده‌ی نسل‌های قبل انجام دهند و داده‌هایی را برای دانشمندان آینده جمع‌آوری کنند. درست مانند ستاره‌شناس‌های روی زمین که ادغام‌های کوچک راه‌شیری و جذب کهکشان‌های کوچک دیگر را محاسبه کردند، ستاره‌شناس‌های فرضی در کهکشان‌های NGC هم می‌توانند به این طریق به داده‌هایی درباره‌ی گذشته‌ی کهکشان خود دست پیدا کنند.

کهکشان راه شیری در مسیر برخورد با کهکشان مارپیچی دیگری به نام آندرومدا قرار دارد. امروزه آندرومدا مانند نقطه‌ای در آسمان شب دیده می‌شود اما در پنج میلیارد سال آینده، با کهکشان ما برخورد خواهد کرد. بازوهای مارپیچی راه شیری و همچنین سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم آن ناپدید می‌شوند. سیاه چاله‌ی مرکز آندرومدا با جرم ۱۰۰ میلیون جرم خورشیدی، سیاه‌چاله‌ی ما با جرم ۴ میلیون جرم خورشیدی را خواهد بلعید.

تصویرسازی هنری از برخورد راه شیری و آندرومدا

گرچه ادغام‌های کهکشانی به تغییرات محسوسی در طول عمر انسان نمی‌انجامند، برای ستاره‌شناسانی که درون آن‌ها زندگی می‌کنند فرصت خوبی هستند. تنها ماندن در کهکشانی منزوی شاید یک عیب باشد. برای مثال موقعیت زمین در راه شیری باعث می‌شود ستاره‌شناس‌ها به بهترین چشم‌اندازها برای بررسی راه شیری نرسند. همچنین گاز و غبار زیادی بر سر راه وجود دارد. مک تایر می‌گوید:

باید کهکشان‌های مارپیچی دیگری را بررسی کنیم تا درباره‌ی رفتار و تکامل کهکشانی که در آن زندگی می‌کنیم یاد بگیریم؛ اما اگر کهکشان مارپیچی دیگری در نزدیکی‌مان وجود داشته باشد و زاویه‌ی آن به گونه‌ای باشد که بتوان بخش زیادی از آن را دید، می‌توان بسیار آسان‌تر از کهکشان خود به مطالعه‌ی آن پرداخت.

از طرفی، ستاره‌شناس‌ بودن در میانه‌ی یک ادغام کهکشانی کمی خسته‌کننده است؛ زیرا در چنین شرایطی آسمان شب بسیار شلوغ است و امکان بررسی اجرام دوردست وجود ندارد. به نقل از رودریگز گومز: «در چنین محیطی به سختی می‌توان مسیری بدون آلودگی نوری را پیدا کرد.»