کهکشان راه شیری به "حساب‌های بانکی " همسایه‌هایش دستبرد می‌زند!

کهکشان راه شیری کهکشانی طمعکار است. ابرنواخترها و بادهای ستاره‌ای نیرومند گازهایی را به بیرون از قرص کهکشان پس می‌زنند، ولی این گاز دوباره به درون کهکشان برمی‌گردد و سرچشمه‌ی پیدایش نسل‌های تازه‌ی ستارگان می‌شود. اخترشناسان در تلاشی بلندپروازانه با انجام یک حسابداری کامل از این فرآیند بازیافت، شگفت‌زده دریافتند که گازهای ورودی به کهکشان بیشتر از چیزیست که بیرون رفته.

نمایش چرخه‌ی بازیافت گازِ کهکشان راه شیری بالا و پایینِ قرص آن. هابل با بهره از دستگاه حسمند سی‌اواس خود (طیف‌نگار ریشه‌های کیهانی)، بالا رفتن و پایین آمدن گازهای نادیدنی را مشاهده و ردیابی کرد. شناسه‌های طیفی نور اختروش‌های پس‌زمینه، با گذشتن از درون این ابرهای گازی تغییراتی می‌کردند که آگاهی‌هایی درباره‌ی حرکت این ابرها به ما می‌داد. نور اختروش در ابرهایی که ازصفحه‌ی کهکشان دور می‌شوند دچار سرخگرایی، و در ابرهایی که به سوی کهکشان می‌آیند دچار آبیگرایی می‌شوند. این جداسازی به هابل امکان می‌دهد تا آمار دقیقی از برون‌روی و درون‌ریزی گاز در هاله‌ی شلوغ راه شیری کهکشان راه شیری به دست آورد- و اینجاست که یک فزونی (مازاد) در گازهای ورودی که تاکنون از آن آگاهی نداشتیم آشکار می‌شود. اندازه‌ی بزرگ‌تر

اندرو فاکس از بنیاد علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور مریلند، و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «ما انتظار تراز و تعادلی در حساب‌های راه شیری داشتیم که در آن، درون‌ریزی و برون‌روی گازها با هم برابر باشند، ولی داده‌های ۱۰ ساله‌ی هابل نشان داده چیزی که به درون می‌آید بیشتر از چیزیست که بیرون می‌رود.»

فاکس می‌گوید سرچشمه‌ی این فزونیِ گازهای ورودی هنوز برای ما یک راز است.

یک توضیح احتمالی اینست که این گازهای اضافه از محیط میان‌کهکشانی می‌آیند. ولی به گمان فاکس، راه شیری دارد با بهره از کشش گرانشیِ بسیار بیشترِ خود، به "حساب‌های بانکی" کهکشان‌های کوچک ماهواره‌ایش هم دستبرد می‌زند و گازهای آنها را کش می‌رود. این را هم بگوییم که این پیمایش با این که در گستره‌ی کهکشان بود ولی تنها گازهای سرد را دیده، و چه بسا گازهای داغ‌تر هم در آن نقش داشته باشند.

این پژوهش بهترین سنجشی که تاکنون از میزان سرعت درون‌ریزی و برون‌روی گاز در کهکشان راه شیری انجام شده را گزارش می‌دهد. تا پیش از این بررسی، اخترشناسان می‌دانستند که ذخیره‌ی گاز کهکشان با جریان‌های خروچی کم شده و با جریان‌های ورودی دوباره پر می‌شود، ولی از نسبت میان مقدار گازی که به درون می‌آید و گازی که بیرون می‌رود آگاه نبودند. تراز (تعادل) میان این دو فرآیند مهم است زیرا ساخته شدن ستارگان و سیاره‌های تازه را تنظیم کرده و سامان می‌دهد.

اخترشناسان این پژوهش را با واکاوی بایگانی دستگاه طیف‌نگار ریشه‌های کیهانی تلسکوپ فضایی هابل (سی‌اواس) که در سال ۲۰۰۹ روی این تلسکوپ سوار شده بود، و بررسی ۲۰۰ تصویر فرابنفشی که از هاله‌ی کم‌نور پیرامون قرص کهکشان گرفته بود انجام دادند. این داده‌های فرابنفش پرجزییاتِ ۱۰ ساله نمایی بی‌سابقه از جریان گاز کهکشان و نخستین فهرست موجودی در گستره‌ی کهکشانی به ما می‌دهد. ابرهای گازی هاله‌ی کهکشان را تنها در نور فرابنفش می‌توان دید، و هابل هم متخصص گردآوری داده‌های پرجزییات از کیهان در این طیف است.

از آنجایی که ابرهای گازی کهکشان نادیدنی‌اند، گروه فاکس برای دیدن آنها و ردیابی جابجایی‌شان، از نور اختروش‌های دوردست کمک گرفتند. اختروش‌ها که هسته‌های فعال کهکشانی با ابرسیاهچاله‌های پرخور فعال هستند، به اندازه‌ای درخشانند که مانند ستارگانی در فاصله‌ی میلیاردها سال نوری می‌درخشند. هنگامی که نور یک اختروش به کهکشان راه شیری می‌رسد، برای رسیدن به چشم ما از درون این ابرهای نادیدنی گازی می‌گذرد.

گازِ درون این ابرها بسامدهای ویژه‌ای از نور را درمی‌آشامد (جذب می‌کند) و اثر و نشانه‌ی خود را بر نور اختروش می‌گذارد. فاکس نشانه‌ی سیلیسیم را جدا کرد و با بهره از آن، رد گازهای کهکشان را دنبال کرد. ابرهای گازی که به درون و به بیرون روانند به کمک جابجاییِ دوپلریِ نوری که از آنها می‌گذرد شناسایی می‌شدند: گازهایی که به درون می‌آیند (به ما نزدیک می‌شوند) آبی‌تر و گازهایی که بیرون می‌روند (از ما دور می‌شوند) سرخ‌تر دیده می‌شدند.

در حال حاضر کهکشان راه شیری تنها کهکشانی‌ست که داده‌های کافی برای انجام چنین حسابرسی کاملی از ورود و خروج گازِ آن داریم.

فیلیپ ریختر از دانشگاه پوتسدام آلمان، و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «بررسی دقیق کهکشان خودمان زمینه را برای شناخت کهکشان‌ها در سرتاسر کیهان فراهم می‌کند، و ما پی برده‌ایم که کهکشان ما پیچیده‌تر از چیزیست که می‌پنداشتیم.»

گزارش این دانشمندان در نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

Milky Way galaxy - Supernova - stellar wind - galactic disk - star - Hubble - ultraviolet - Andrew Fox - Space Telescope Science Institute - Baltimore - Maryland - The Astrophysical Journal - intergalactic medium - planet - Cosmic Origins Spectrograph - COS - galactic halo - quasar - silicon - Doppler shift - Philipp Richter - University of Potsdam - Germany - Andromeda galaxy - M31 - redshift - blueshift

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان