قلب کهکشان ما به شکل یک بادام زمینی است

* تلسکوپ های رصدخانه ی جنوبی اروپا بهترین نقشه ای که تاکنون از برآمدگی مرکزی کهکشان راه شیری
تهیه شده بوده را پدید آورده اند.
*  اکنون دانشمندان دریافته اند که مناطق درونی کهکشان (کوژی) از برخی زاویه ها به گونه ی یک بادام زمینی،
یا نمایی X-مانند دیده می شود.

دو گروه از اخترشناسان از داده های به دست آمده از رصدخانه ی جنوبی اروپا (اِسو، ESO) کمک گرفته اند تا بهترین نقشه ی سه بُعدی که تاکنون از بخش های مرکزی کهکشان راه شیری تهیه شده را پدید آورند. آن ها دریافته اند که این مناطق درونی از برخی زاویه ها به گونه ی یک بادام زمینی، یا نمایی X-مانند دیده می شوند. نقشه ی این شکل شگفت آور با بهره از داده های همگانیِ (عمومیِ) تلسکوپ نقشه بردار ویستا (VISTA) متعلق به اِسو، و نیز با کمک سنجش های حرکات صدها ستاره ی بسیار کم نور در برآمدگی مرکزی کهکشان (کوژی کهکشان) به دست آمد.
همین تصویر در اندازه ی بزرگ تر
یکی از مهم ترین و پرجرم ترین بخش های کهکشان، توده ی برآمده ی مرکزی یا کوژی آن است. این ابر غول پیکر ستاره ای حدود ۱۰ هزار میلیون ستاره در خود دارد و گستردگی‌اش به هزاران سال نوری می رسد، ولی ساختار و خاستگاه (منشا) آن تاکنون به خوبی شناخته نشده بود.

شوربختانه، از دیدگاهی که ما در قرص کهکشان داریم، ابرهای چگال و فشرده ی گاز و غبار به شدت جلوی این منطقه ی مرکزی - با فاصله ی حدود ۲۷ هزار سال نوری- را گرفته و آن را از چشم ما پنهان کرده اند. اخترشناسان تنها با رصد طول موج های بلند نور می توانند کوژی کهکشان را به خوبی ببینند، با ردگیری پرتوهایی مانند فروسرخ که می توانند از درون ابرهای غبار بگذرند و به چشم ما برسند.

در رصدهای پیشین که طی پیمایش فروسرخ آسمانِ 2MASS انجام شد نشانه هایی از این به دست آمده بود که کوژی کهکشان دارای یک ساختار اسرارآمیز X-مانند است. اکنون دو گروه از دانشمندان با بهره از رصدهای تازه ی تلسکوپ‌های اِسو نمایی بسیار روشن تر از ساختار کوژی کهکشان به دست آورده اند.

گروه نخست، از بنیاد ماکس پلانک برای فیزیک فرازمینی (MPE) در گارچینگ آلمان، پیمایش فروسرخِ نزدیکِ VVV از تلسکوپ ویستا در رصدخانه ی پارانال اِسو در شیلی (۱) را به کار بردند (اِسو ۱۱۰۱، اِسو ۱۱۲۸، اِسو ۱۱۴۱، اِسو ۱۲۴۲، اِسو ۱۳۰۹). این پیمایش همگانیِ تازه می تواند نسبت به پیمایش های پیشین، ستارگانی ۳۰ برابر کم نورتر را ببیند. این گروه از اخترشناسان در مجموع ۲۲ میلیون ستاره که متعلق به رده ای از غول های سرخ به نام red clump یا "انبوهه‌ی سرخ" بودند را یافتند که ویژگی های کاملا شناخته شده‌شان اجازه می داد فاصله‌ ی آن ها اندازه گرفته شود. (۲)

کریستوفر وِگ از MPE، که نویسنده ی اصلی مقاله ی نخست این پژوهش است می گوید: «ژرفای کاتالوگ ستاره ایِ ویستا بسیار فراتر و بیشتر از کارهای پیشین است و ما می توانیم کل جمعیت این ستارگان را در همه ی مناطق به جز پوشیده‌ترین جاها ببینیم. ما از روی این پراکندگی ستارگان می توانیم یک نقشه ی سه بعدی از کوژی کهکشان پدید آوریم. این نخستین باریست که چنین نقشه ای بدون در نظر گرفتن یک مدل برای شکل کوژی درست شده است.»

اورتوین گرهارد، یکی دیگر از نویسندگان مقاله ی نخست و رهبر گروه دینامیک در MPE هم می افزاید: «ما دریافتیم که منطقه ی درونی کهکشان راه شیری از پهلو به شکل یک بادام زمینی که درون پوسته و از بالا همانند یک میله ی بسیار کشیده به نظر می رسد (۳). این نخستین بارست که می توانیم چنین آشکار و روشن درون کهکشانمان را ببینیم، و همتاسازی هایی که در گروه ما و گروه های دیگر انجام شده نیز نشان می دهد که این ساختار همان نشانه ی ویژه ی یک کهکشان میله‌ای است که در آغاز یک قرص خالص ستاره ای بوده.»

گروه بین المللی دوم، به رهبری دانشجوی دکترای شیلیایی، سرجیو واسکِز (دانشگاه اسقفی کاتولیک شیلی، سانتیاگو، شیلی و اِسو، سانتیاگو، شیلی) به شیوه ی دیگری پی به ساختار کوژی کهکشان بردند. آن ها تصاویری که به فاصله ی ۱۱ سال از هم با تلسکوپ ۲.۲ متری MPG/ESO گرفته شده بود را با هم مقایسه کردند و از این راه توانستند تغییرهای جزیی که در اثر جابجایی ستارگان کوژی در پهنه ی آسمان به وجود آمده بود را اندازه بگیرند. این سنجش ها با اندازه گیری جابجایی‌های همان ستارگان رو به زمین یا خلاف زمین ترکیب شد و بدین ترتیب نقشه ای از جنبش های بیش از ۴۰۰ ستاره در سه بعد تهیه گردید (۴).

واسکز در پایان می گوید: «این نخستین بار است که سرعت شمار بسیار زیادی از تک ستارگان در سه بعد و از هر دو سوی کوژی به دست می آید. به نظر می رسد ستاره هایی که ما مشاهده کردیم در راستای بازوهای کوژیِ X-مانند جابجا می شوند و همزمان در مدارشان به بالا و پایین، رو به بیرون از صفحه ی کهکشان نیز حرکت می کنند [حرکت در سه بعد]. همه ی این ها به خوبی با آن چه در پیشرفته ترین مدل ها دیده شده همخوانی دارد.»

اخترشناسان بر این گمانند که راه شیری در آغاز یک قرص خالص از ستارگان بود که میلیاردها سال پیش، یک میله ی هموار را پدید آورد (۵). سپس بخش درونی این میله خم شد و به شکل سه بعدی یک بادام زمینی در آمد که در رصدهای تازه دیده شده.

یادداشت ها
۱) VVV کوتاه شده ی پیمایش VISTA Variables in the Via Lactea است. این یکی از شش پیمایش گسترده ایست که توسط تلسکوپ ویستا انجام شد. تسهیلات بایگانی اِسو که این پژوهش را در MPE امکان پذیر ساخت، داده های به دست آمده در پیمایش VVV را در دسترس همه ی جامعه ی علمی اخترشناسی قرار داده است.

۲) ستارگان غول انبوهه ی سرخ بدین علت برای این پژوهش برگزیده شدند که می توانند به عنوان شمع های استاندارد به کار روند: در این مرحله از زندگی ستارگان غول، درخشندگی‌شان تقریبا مستقل از سن یا ساختارشان می شود. با بهره از رنگِ های دیده شده ی ستارگان انبوهه ی سرخ، می توان مقدار گاز و غباری که جلوی ستارگان را گرفته را برآورد کرد، و بدین ترتیب به پراکندگی (توزیع) درخشندگی آن ها بدون ابرهای غبار دست یافت. سپس، چون ستارگان انبوهه ی غول سرخ درخشندگی ذاتی تقریبا یکسانی دارند، از این راه می توان به فاصله ی تقریبی هر ستاره پی برد. پوشش فضایی خوبِ پیمایش VVV کمک کرد تا سرتاسر بخش درونی کهکشان راه شیری مورد سنجش و اندازه گیری قرار گیرد، و با بهره از این اندازه گیری های سه بعدی، ساختار و پیکره ی کوژی کهکشان پدیدار شد.

۳) چنین ساختارهای بادام زمینی-شکلی را در کوژی کهکشان های دیگر هم دیده اند و به کمک همتاسازی های رایانه ای، شکل گیری آن ها نیز پیش بینی شده. این همتاسازی ها نشان می دهند که این پیکره ی بادام زمینی-شکل توسط ستارگانی با مدارهایی که یک ساختار X-مانند را می سازند پدید آمده.

۴) رصد این سرعت های شعاعی با بهره از طیف سنج FLAMES/GIRAFFE در تلسکوپ بسیار بزرگ اِسو و طیف سنج IMACS در رصدخانه ی لاس کامپاناس انجام شد.

۵) بسیاری از کهکشان ها، از جمله راه شیری خودمان، ساختارهای کشیده و باریکی در مناطق مرکزی خود دارند که به نام "میله" شناخته می شود.


واژه نامه:
ESO - 3D - galactic bulge - Milky Way - peanut - VISTA - star - galactic disc - wavelength - 2MASS - infrared - Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics - MPE - VVV - near-infrared - Paranal Observatory - red giant - Christopher Wegg - Galaxy - barred galaxy - Sergio Vásquez - Pontificia Universidad Católica de Chile - MPG/ESO - Earth - VISTA Variables in the Via Lactea Survey - Science Archive Facility - standard candle - luminosity - computer simulation - radial velocity - FLAMES-GIRAFFE spectrograph - Very Large Telescope - IMACS spectrograph - Las Campanas

منبع: ESO (رصدخانه ی جنوبی اروپا)

3 دیدگاه شما:

هما

سلام ویژه به دوست گرامی
واقعا این مطلبتون بی نظیر بود!
چند مدته دقیقا ماهیت مرکز کهکشان و دلیل درخشندگی ِ بیش از حدش تو ذهنمه و هیچ درکی رو ازش ندارم و جوابی براش توی ذهنم پیدا نمیکردم!البته دنبال هیچ منبعی هم نرفتم تا علمش رو کمی متوجه بشم بخاطر تنبلی:)
خیلی خیلی ممنون.

یک ستاره در هفت آسمان

خواهش می کنم همابانو
قبلا هم درباره ی کهکشان و بخش های گوناگونش چند تا پست تو این وبلاگ گذاشته بودم
خوشحالم که شما به این وبلاگ کوچک علاقمندید و مطالبش رو پی می گیرید. مایه ی افتخار بنده است :)

هما

اختیار دارید
زحماتتون قابل تقدیره

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه