کهکشانی که بادهای کیهانی دارند آن را "می تراشند"

* بر روی زمین، باد می تواند کل یک چشم انداز را دگرگون کند، و چنان که پیداست، این پدیده در فضا هم می تواند رخ دهد. کهکشان NGC ۴۹۲۱ با یک باد درون-خوشه ای روبروست که دارند بخش های ستاره زای آن را می فرسایند.

تصویر نور دیدنی (مریی) تلسکوپ هابل از NGC ۴۹۲۱، بزرگ ترین کهکشان خوشه ی گیسو.

بیش از ۱۰۰۰ کهکشان در خوشه ی گیسو، یکی از نزدیک ترین خوشه های بزرگ کهکشانی گرد هم آمده اند. ولی بخش عمده ی جرم این خوشه را ماده ی درون-خوشه ای تشکیل داده: گازها، غبارها، و ستارگان میان کهکشان ها (با چشمپوشی از ماده ی تاریک). کهکشان هایی که در این محیط حرکت می کنند، این مواد را مانند یک باد حس می کنند، بادی که ساختارهای درون کهکشان ها را می فرساید و دگرگون می کند.

برای بزرگ ترین کهکشان مارپیچی خوشه ی گیسو یعنی NGC ۴۹۲۱، که مسیر مدارش درست از مرکز خوشه می گذرد، این باد از شمال باختری می وزد (از چشم انداز ما) و باعث خورده شدن و فرسایش ابرهای گاز و غبار ستاره زایی درون این کهکشان می شود. [درباره ی این کهکشان پیش‌تر خوانده بودید: * کهکشان کم خون NGC ۴۹۲۱]

به تازگی، جفری کنی از دانشگاه ییل به همراه همکارانش، با کمک تلسکوپ فضایی هابل و آرایه ی بسیار بزرگ (VLA) این فرسایش بادی را به تصویر کشیده اند. نماهای VLA ذخیره بزرگ گاز هیدروژن خنثا که NGC ۴۹۲۱ را در خود جای داده را نشان می دهد (همه ی کهکشان ها در یک چنین ابرهای هیدروژنی جا دارند). اگر این کهکشان که از روبرو دیده می شود تنها بود، قرص هیدروژنی‌اش دایره ای می بود، ولی در اینجا به خوبی می بینیم که این قرص پیکره ی دایره ای ندارد، بلکه از سمت شمال باختر فشرده شده و بادهای درون-خوشه ای آن را از آن سمت به درون رانده اند. نماهای نزدیکی که تلسکوپ فضایی هابل از سمت شمال باختری این کهکشان گرفته تایید می کند که بادی که هیدروژن خنثای این کهکشان را فشرده، همچنین دارد بخش های تنُک ترِ ابرهای "غباریِ" درون صفحه ی مارپیچی این کهکشان را هم می فرساید و با به جا گذاشتن بخش های چگال تر، این توده های غبار را می تراشد و به آن ها شکل می دهد.

باد درون-خوشه ای گوشه ی شمال باختری کهکشان NGC ۴۹۲۱ را فرسوده و همه ی بخش های تنُک ترِ گازهای آن را به پس رانده است. بخش های چگال تر که بر جا مانده اند، مانند ستون هایی به جبهه ای غباری به درازای بیش از ۶۰ هزار سال نوری وصلند.

کل ساختار شمال باختری این کهکشان، بسیار همانند ساختار "ستون های آفرینش" در سحابی عقاب دیده می شوند (و همچنین همانند "درخت سنگی" در بولیوی، سنگی که توسط بادهای شدید بیابان فرسایش یافته و ساختاری مانند یک درخت پیدا کرده)- هر سه ی این ها دستاورد فرسایش هستند. ولی چیزی که ابرهای گازی در ستون های آفرینش به بلندی ۵ سال نوری را فرسوده، نه باد، بلکه پرتوهای پرانرژی ستارگان است. در عوض ستون های فرسایش یافته از بادِ NGC ۴۹۲۱، هر یک ۱۰۰۰ برابر بلندتر و بزرگ ترند.

به احتمال بسیار، نیروی دیگری هم در NGC ۴۹۲۱ نقش دارد. ستون های تقریبا خطی گرد و غبار در سمت شمال باختر این کهکشان به یک جبهه ی گرد و غبار با درازای حدود ۶۵۰۰۰ سال نوری وصلند. این جبهه ی گرد و غبار مانند یک خط دفاعی است که در برابر یورش باد درست شده. این واقعیت که چگال ترین توده ها به جای آن که مانند گویچه های درون سحابی کارینا، از جبهه جدا شده باشند، هنوز به طور عمودی به آن وصلند نشان می دهد که چیزی دارد به یکپارچگی آن ها کمک می کند. گروه کنی با انجام شبیه سازی هایی نشان داد که اگر میدان هایی مغناطیسی وجود داشته باشد که بر دینامیک این گازها اثر بگذارد، در آن صورت ساختارهای دیده شده در NGC ۴۹۲۱ هم می توانند بازتولید شوند.

بادی که NGC ۴۹۲۱ با آن روبروست، از دید تکنیکی به نام "فشار برخوردی تهی کننده" (فشار رَم، ram-pressure stripping) شناخته می شود، یک نیروی پَسار (drag force) که بر اجسامی که در یک شاره حرکت می کنند وارد می شود. بیشتر کهکشان های این خوشه این نیرو را حس می کنند، و ابزاریست در روند فرگشت و تکامل آن ها. این باد، گاز و غبار کهکشان ها را از آن ها بیرون می کند و سرانجام با سرکوب فرآیندهای ستاره زایی های، آن ها را از جوانی به پیری می رساند. شیوه ی دقیق این ترادیسی (دگرگونی) هنوز برای دانشمندان روشن نشده، ولی تصاویر پُروضوحی مانند این می توانند آن ها را در انجام شبیه سازی های دقیق تر برای پی بردن به فرآیندهای زمینه راهنمایی کند.

تصویر تلسکوپ هابل از کهکشان NGC ۴۹۲۱ در نور دیدنی (مریی). خط های سبزی که به تصویر افزوده شده، ذخیره ی گاز هیدروژن خنثا را نشان می دهند. این کهکشان از چشم ما از روبرو دیده می شود (یک کهکشان رونما) ولی چنان که می بینید، خط های سبز در آن دایره ای نیستند، بلکه با فشاری که از گوشه ی شمال باختر بر آن ها وارد شده، به سوی درون فشرده شده اند.

جزییات این پژوهش در شماره ی ماه اوت نشریه ی آسترونومیکال جورنال منتشر شده است.

واژه نامه:

NGC 4921 - intracluster wind - Earth - Coma Cluster - galaxy cluster - intracluster medium - spiral galaxy - Jeffrey Kenney - Yale University - erosion - Hubble Space Telescope - Very Large Array - VLA - Astronomical Journal - neutral hydrogen - face-on - galaxy - Eagle Nebula - Pillars of Creation (and like Bolivia’s - Arbol de Piedra - star - globule - Carina Nebula - magnetic field - ram pressure - drag force - star formation

منبع: sky & telescope

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان