ارتباط کهکشان‌ها

 اخترشناسان دانشگاه برکلی به این نتیجه رسیده‌اند که کهکشان کهنسال و معروف NGC1277 در حال پرتاب گاز‌های مولکولی مخصوصا هیدروژن از هسته خود به بیرون است.

با مطالعه تدریجی، اخترشناسان به تفاوت بین کهکشان‌های اولیه سرخ و فاقد حیات و کهکشان‌های جوان‌تر پی بردند. یعنی کهکشان‌هایی که عاری از گاز و غبار هستند و قادر به تشکیل ستارگان نیستند و کهکشان‌هایی که با استفاده از مواد خام از مولکول‌های هیدروژن توانایی تشکیل ستارگان را دارند. یکی از مسائل عمده در ستاره‌شناسی این موضوع است که چگونه کهکشان‌ها از کهکشان‌های حلزونی و ستاره‌ساز تبدیل به کهکشان‌های سرخ و فاقد حیات می‌شوند.

با جریان سریعی که معادل 13حجم خورشیدی بر سال یا 400کیلومتر بر ثانیه است، کهکشان NGC 1266 به‌راحتی تمام گاز‌های مولکولی خود را در کمتر از 100میلیون سال که معادل یک درصد عمر کهکشان راه‌شیری است به بیرون پرتاب می‌کند. به گفته لئوبلیتز پروفسور دانشگاه برکلی، این نخستین نمونه از کهکشان‌های اولیه است که در آن گاز‌های مولکولی یا گاز‌های ستاره‌ساز در هسته فشرده می‌شوند؛ جایی که ما موفق به تهیه تصاویر با کیفیت بالا برای پی بردن به فرایندی که در هسته رخ می‌دهد شده‌ایم. ما شاهد این هستیم که گاز‌های مولکولی با سرعتی که اجازه رها‌شدن از کهکشان را به آنها می‌دهد جدا می‌شوند و به قسمت بین کهکشانی بازمی‌گردند. همچنین شاهد مخزنی هستیم که این گاز‌ها از آن بیرون می‌آیند. در نتیجه اگر همه چیز به این منوال پیش رود گاز‌ها تنها 85میلیون سال دیگر در آن باقی می‌مانند.

خروج گاز از مرکز کهکشان می‌تواند یکی از فرایند‌هایی باشد که کهکشان‌های ستاره‌ساز و مملو از گاز را به کهکشان‌های عاری از گاز و یا کهکشان‌های سرخ و فاقد حیات مبدل می‌سازد، کهکشان‌هایی که اجزای باقی مانده آنها هنوز در عرصه گیتی به‌جا مانده است. به‌گفته یکی از دانشجویان فارغ‌التحصیل دانشگاه برکلی، در حالی که بیشتر فوران‌های کهکشانی مرتبط با نواحی فشرده تشکیل ستارگان است، این کهکشان سالخورده آنقدر دارای فعالیت ستاره‌سازی‌ نیست تا تخلیه و فوران گازی را پدید آورد. یک سیاهچاله حجیم و گرسنه مرکزی می‌تواند انرژی چنین فورانی را تأمین کند.

بر اساس مشاهدات رادیویی و نورانی یا اپتیک، گاز‌های مولکولی به‌جای پخش در سطح کهکشان به صورت صفحه‌ای گردان، ضخیم و کوچک که در حدود 300سال نوری در هسته کهکشان قرار گرفته‌اند، فشرده می‌شوند. صفحه گردان در هسته جریانی خروجی را به دو جریان فورانی از مواد که به‌خوبی در مشاهدات رادیویی قابل مشاهده است، محدود می‌کند.به گفته دکتر آلاتالو بهترین راه برای فرستادن گاز‌ها به مرکز، برخورد 2کهکشان به یکدیگر است که باعث از دست دادن جنبش چرخشی گاز و هدایت آن به مرکز می‌شود. اما مدرکی مبنی بر وجود چنین واکنشی در NGC1266 وجود ندارد که این یعنی هنوز چیزی در مورد چگونگی از دست دادن جنبش گاز‌ها نمی‌دانیم.

منطقه گازی با جنبش بالا بسیار دور‌تر از سیاهچاله مرکزی واقع شده است که بیشتر شبیه به صفحه‌ای گردان از گاز و غبار که ستارگان از آن متولد می‌شوند می‌ماند اما به‌گفته محققان 10 تا 100میلیون بار حجیم‌تر تخمین زده می‌شود. پروفسور بلیتز اضافه می‌کند: فشردگی گازها در مرکز احتمالا با سرعت بیشتری رخ می‌دهد اما هنوز مدرکی مبنی بر چگونگی کارکرد آن وجود ندارد و این احتمال را می‌دهیم که با یک کهکشان آسیب دیده مواجه هستیم که نمونه خوبی از نوع خود برای نشان دادن نخستین کهکشان‌ها که گاز‌ها را با فوران قوی از مرکز به بیرون پرتاب می‌کنند، به‌شمار می‌رود. کهکشان تخت و عدسی‌شکل که فاقد بازوهای حلزونی است یکی از 236کهکشان در تحقیق اطلس 3 بعدی است که هدف از تحقیق، مطالعه روی کهکشان‌های اولیه در حجم و فضای کوچک بین 140میلیون سال نوری از زمین است.NGC1266 در حدود 100میلیون سال نوری دور‌تر و در مسیر صورت فلکی نهر قرار گرفته است.

تحقیقات اطلس سه بعدی شامل طیف نمایی نوری با استفاده از ابزار یکپارچه SAURON در تلسکوپ فضایی هرشل در لاپالما در اسپانیا، مشاهدات رادیویی و میلی‌متری با تلسکوپ رادیویی وستربورک در هلند و تلسکوپ 30متری IRAM در گرانادا اسپانیا و مشاهدات میلی‌متری CARMA و همچنین به‌کارگیری تجهیزات دانشگاه برکلی، مریلند و دانشگاه ایلینویز می‌شود. یکی از اهداف تحقیق پی بردن به مقدار هیدروژن مولکولی است که در کهکشان‌های کهنسال ذخیره می‌شود.

همچنان که عمر یک کهکشان افزایش پیدا می‌کند، بیشتر گاز‌ها که شامل هیدروژن مولکولی سرد و منو‌اکسیدکربن می‌شوند باعث تشکیل ستارگان جدید می‌شوند. زمانی که گاز‌های مولکولی کاملا مصرف می‌شوند فرایند تشکیل ستاره تا زمان ذخیره دوباره گاز‌های مولکولی متوقف می‌شود. چیزی در حدود 10میلیارد سال بعد، زمانی که ستاره درخشان و عظیم دچار انفجار می‌شود و گاز‌هایی که مسئول تشکیل ستاره هستند کاملا مصرف می‌شود، ستارگانی با عمر بالا که بیشتر به رنگ قرمز هستند باقی می‌مانند و به‌اصطلاح کهکشان‌های سرخ و فاقد حیات یا مرده نامیده می‌شوند.

بر پایه مشاهدات چندین ساله، اخترشناسان به این نتیجه رسیدند که این کهکشان‌های سرخ و فاقد حیات به‌طور قابل توجهی مقدار بسیار کمی از گاز‌های مولکولی را در خود جای داده‌اند. سؤال اساسی در این زمینه این است که چه اتفاقی برای این گاز‌ها می‌افتد؟ تحقیقات جدید نشان داده که این کهکشان‌های سالخورده و اولیه ممکن است نسبت به آنچه پیش‌تر گمان می‌شد، دارای هیدروژن مولکولی بیشتری باشند. به گفته پرفسور بلیتز اگر به دیگر کهکشان‌های هم نوع آنها نگاه کنید، این طور به‌نظر می‌آید که تنها برخی از آنها به‌طور استثنا شامل گاز‌های ستاره‌ساز هستند و تنها گروه اندکی فاقد هرگونه گازی هستند.

قبل از تحقیقات جدید این طور گمان می‌رفت که زمانی که این نوع از کهکشان‌ها گازهای خود را از دست می‌دهند، برای همیشه سرخ و فاقد حیات باقی می‌مانند. همچنین دکتر آلاتالو اضافه می‌کند: تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این کهکشان‌ها می‌توانند در حالی که به رنگ سرخ درمی‌آیند، اندکی حیات را در خود حفظ کنند که برای شکل‌گیری ستارگان توسط گازهای مولکولی و به میزانی که توسط آنها کنترل می‌شود کافی به‌نظر می‌رسد. NGC1277 یک کهکشان اولیه عادی و کهنسال به‌شمار می‌رود که چنین ناحیه فعال و ستاره‌سازی‌ را درست در دل خود جای داده اما هنوز چیز زیادی برای توضیح آن نداریم. دکتر آلاتالو، دکتر بلیتز و اعضای تیم اطلس 3بعدی نتایج تحقیقات خود را در مقاله‌ای در ژورنال نجوم منتشر کرده‌اند. منابع مالی این تحقیقات توسط بنیاد ملی دانش و مدیریت فضا و هوانوردی تأمین شده است.

ساینس دیلی