نظارت هابل بر یک طناب‌کشی کیهانی!

* در کنار کهکشان راه شیری یک طناب‌کشی جریان دارد- و تنها تلسکوپ فضایی هابل است که می‌تواند برنده‌ را بشناسد.

دو بازیکن، ابرهای بزرگ و کوچک ماژلانی هستند که نه تنها به گرد کهکشان ما در گردشند، بلکه خودشان هم دور یکدیگر می‌چرخند. هر دو دارند بر هم نیرو وارد می‌کنند و در این نبرد، یکی از آنها ابر غول‌پیکری از گاز از پیکر آن دیگری بیرون کشیده.

ابرهای ماژلانی کوچک و بزرگ در کشاکشی گرانشی با هم به سر می‌برند و تاکنون حجم گسترده‌ای از گاز از ابر کوچک به بیرون کشیده شده. این گازهای کپه کپه به نام بازوی پیشرو شناخته می‌شوند و وارد صفحه‌ی کهکشان راه شیری هم شده‌اند که ستاره‌های تازه‌ای در آن پدید خواهند آورد. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر (پی‌ان‌جی- ۵.۱ مگ)

این توده‌های کمانی گاز که به نام "بازوی پیشرو" (Leading Arm) نامیده شده‌اند ابر ماژلانی بزرگ (ال‌ام‌سی) را به راه شیری وصل کرده‌اند. پهنای این ساختار نصف راه شیریست و سنش ۱ تا ۲ ملیارد سال برآورد شده. دلیل نامگذاری‌اش این بوده که جلوی ابر ماژلانی بزرگ و پیشاپیش آن حرکت می‌کند.

این انبوه گاز دارد به درون راه شیری کشیده می‌شود و به پیدایش ستارگان تازه در آن خواهد انجامید. ولی کدام یک از این دو کوتوله برنده است و دارد این مواد را می‌کشد و کدام یک بازنده؟ پس از سال‌ها گفتگو و بررسی، اکنون دانشمندان گره از این راز کیهانی گشوده‌اند.

اندرو فاکس، پژوهشگر اصلی از بنیاد علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمور می‌گوید: «پرسش این بود: این گازها از ال‌ام‌سی بیرون کشیده شده‌اند یا از اس‌ام‌سی (ابر ماژلانی کوچک)؟ در نگاه نخست، رد آن به ال‌ام‌سی می‌رسد. ولی ما این پرسش را از راهی دیگر بررسی کردیم، با پرسیدن این که "بازوی پیشرو از چه درست شده؟ آیا همنهش (ترکیب) آن با همنهش ال‌ام‌سی می‌خواند یا اس‌ام‌سی؟"»

پژوهش فاکس در ادامه‌ی کار سال ۲۰۱۳ وی بود؛ در آن سال، وی به یک ساختار "پیرو" پرداخته شده بود که [بر خلاف ساختار پیشرو]، پشت سر ابر ماژلانی بزرگ حرکت می‌کند و به نام "جریان ماژلانی" شناخته می‌شود. گازهای درون این ساختار نوار-مانند از هر دوی این کهکشان‌های کوتوله می‌آید. [خبرش را خوانده بودید: * سرچشمه جریان ماژلانی یافته شد]

اکنون فاکس به سراغ همتای این ساختار، یعنی بازوی پیشرو رفته. برخلاف جریان ماژلانی، این "بازوی" به هم ریخته و تکه تکه شده به کهکشان راه شیری رسیده بوده و از سفرش در قرص کهکشان ما هم جان به در برده.

بازوی پیشرو نمونه‌ی بی‌درنگ (زمان واقعی) از برفزایش گاز است، فرآیند فروکشیده شدن گاز به درون کهکشان‌ها. دیدن چنین فرآیندی در کهکشان‌های دیگر بسیار دشوار است زیرا بسیار دور و بسیار کم‌نورند. کت برگر از دانشگاه کریستین تگزاس می‌گوید: «این دو کهکشان همسایه‌ی ما هستند و از همین رو ما در ردیف نخست تماشاگران این فرآیند هستیم.»

فاکس و گروهش در یک پژوهش تازه با بهره از دید فرابنفش هابل، همنهش شیمیایی گازهای درون بازوی پیشرو را بررسی کردند. برای این کار، از نور هفت اختروش که میلیاردها سال دورتر، پشت این ساختار بودند کمک گرفتند و دگرگونی این نورها در اثر گذشتن از فیلتر گازهای بازوی پیشرو را سنجیدند.

آنها به ویژه درآشامش (جذب) نور فرابنفش توسط اکسیژن و گوگرد درون این ابر را بررسی کردند. این دو پیمانه‌های خوبی برای اندازه‌گیری عنصرهای سنگین‌تر در این گاز بودند. دانشمندان سپس سنجش‌های هابل را با میزان هیدروژنی که توسط تلسکوپ گرین‌بنک و چند رادیوتلسکوپ دیگر اندازه گرفته شده بود سنجیدند (مقایسه کردند).

برگر توضیح می‌دهد: «از پیوند داده‌های هابل و تلسکوپ گرین‌بنک می‌توانیم همنهش و سرعت گاز را بسنجیم و از این راه بفهمیم کدام کهکشان کوتوله مجرم است.»

این دانشمندان پس از بررسی‌های بسیار، سرانجام "اثر انگشت" شیمیایی قطعی که با سرچشمه‌ی گازهای بازوی پیشرو همخوانی داشت را به دست آوردند. فاکس می‌گوید: «این [اثر انگشت] نشان می‌دهد که ابر ماژلانی بزرگ دارد در این طناب‌کشی برنده می‌شود زیرا این همه گاز را از همسایه‌ی کوچک‌ترش بیرون کشیده.»

تنها به لطف توانمندی‌های هابل در طیف فرابنفش بود که چنین پاسخی به دست آمد. به دلیل اثر فیلتری جو زمین، نور فرابنفش را نمی‌توان از روی زمین بررسی کرد. فاکس می‌گوید: «همه‌ی خطوطی که می‌خواهیم، از جمله خط‌های اکسیژن و گوگرد در طیف فرابنفش‌اند. بنابراین اگر در طیف دیدنی (مریی) یا فروسرخ نگاه کنیم نمی‌توانیم آنها را ببینیم.»

گازهای بازوی پیشرو اکنون دارند از قرص کهکشان ما می‌گذرند و در این مسیر با گازهای خود راه شیری برهمکنش انجام داده و پاره پاره می‌شوند.

این یک مورد پژوهشی مهم درباره‌ی چگونگی کشیده شدن گاز به درون کهکشان‌ها و فراهم کردن سوخت ستاره‌زایی‌های تازه در آنهاست. اخترشناسان برای بررسی جریان گاز به درون کهکشان‌های دیگر از شبیه‌سازی‌ها کمک می‌گیرندند. ولی در این مورد گاز به هنگام گذشتن از قرص کهکشان راه شیری دیده شد. شاید در آینده از موادی که از ابر ماژلانی کوچک وارد کهکشانمان شده سیاره‌ها و سامانه‌های ستاره‌ای تازه‌ای ساخته شود.

فاکس و گروهش امیدوارند که در آینده بتوانند نقشه‌ی کاملی از بازوی پیشرو و اندازه‌ی آن تهیه کنند، چیزی که هنوز ناشناخته است. گزارش این دانشمندان در شماره‌ی ۲۱ فوریه‌ی آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

NASA - Hubble Space Telescope - dwarf galaxy - Large Magellanic Cloud - Small Magellanic Cloud - Milky Way Galaxy - Leading Arm - Andrew Fox - Space Telescope Science Institute - Baltimore - Maryland - Magellanic Stream - galactic disk - Kat Barger - Texas Christian University - quasar - Cosmic Origins Spectrograph - absorption - oxygen - sulfur - element - National Science Foundation - Robert C. Byrd - Green Bank Telescope - Green Bank Observatory - West Virginia - star - planets - solar system

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان