رونمایی از اندازه واقعی کهکشان ها: فراتر از ستاره ها تا هاله‌های گازی عظیم!

محققان با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته تصویربرداری عمیق، مشاهدات پیشگامانه‌ای از محیط اطراف یک کهکشان دور انجام داده‌ و هاله عظیم گازی را که آن را احاطه کرده است، کشف کرده‌اند.

این گاز بسیار فراتر از نور ستارگان مرئی کهکشان گسترش یافته و به نظر می‌رسد با چرخاندن گاز بین کهکشان‌ها، نقشی مهم در تکامل کهکشانی ایفا می‌کند. این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که محیط‌ اطراف کهکشان راه شیری و کهکشان همسایه ما، آندرومدا، در حال همپوشانی و تعامل هستند که به دینامیک پیچیده بین کهکشانی اشاره دارد.

فعل و انفعالات و اکتشافات بین ستاره‌ای

اگر این کهکشان یک کهکشان نرمال و معمولی است، پس مطالعه‌ای که 16 شهریور در مجله Nature Astronomy منتشر شده، نشان می‌دهد که کهکشان راه شیری در حال حاضر با نزدیک‌ترین همسایه خود، یعنی آندرومدا در حال تعامل است.

اما یک کهکشان به کجا ختم شده و فضای تهی اطراف آن از کجا شروع می‌شود؟ این یک سوال ساده به‌نظر می‌رسد تا زمانی که به گازی که کهکشان‌ها را احاطه کرده و به عنوان محیط اطراف کهکشان شناخته می‌شود، نگاه کنید.

رونمایی از محیط اطراف کهکشانی

هاله گازی که دیسک ستاره‌ای را احاطه کرده است، حدود 70 درصد از جرم کهکشان (به استثنای ماده تاریک) را تشکیل می‌دهد، اما تاکنون چیزی در حد یک راز باقی مانده است. در گذشته، ما تنها با اندازه‌گیری نور یک جسم پس‌زمینه، مانند اختروش که توسط گاز جذب می‌شود، می‌توانستیم وجود گاز را شناسایی کنیم که تصویر ابر را به یک پرتو مداد‌مانند محدود می‌کند.

مشاهدات پیشرفته از فراسوی کهکشان

با این حال، یک مطالعه جدید، محیط اطراف کهکشانی یک کهکشان ستاره‌دار را در فاصله 270 میلیون سال نوری، با استفاده از تکنیک‌های جدید تصویربرداری عمیق که قادر به تشخیص ابر گازی در خارج از کهکشان در فاصله 100000 سال نوری از کهکشان اصلی در فضا بود، مشاهده کرده است. (البته تا جایی که ممکن بود!)

برای تصور وسعت این ابر گازی، در نظر بگیرید که ستاره‌های کهکشان، چیزی که ما معمولاً به عنوان دیسک می‌بینیم، فقط 7800 سال نوری از مرکز آن امتداد دارد.

مطالعه حاضر، اتصال فیزیکی هیدروژن و اکسیژن را از مرکز کهکشان تا اعماق فضا مشاهده کرد و نشان داد که شرایط فیزیکی گاز تغییر کرده است.

دانشیار نیکول ام. نیلسن، نویسنده اصلی مقاله، و محقق دانشگاه سوینبرن و ASTRO 3D و استادیار دانشگاه اوکلاهما گفت:

ما به هر کجا که نگاه می‌کردیم، این گاز را می‌دیدیم که واقعاً هیجان‌انگیز و به نوعی شگفت انگیز بود.

سایر نویسندگان مقاله از سوینبرن، دانشگاه تگزاس در آستین، موسسه فناوری کالیفرنیا، پاسادنا، دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و دانشگاه دورهام بودند.

مرز بین کهکشان و فضا

دکتر نیلسن اشاره کرد:

ما اکنون می‌بینیم که تأثیر کهکشان در کجا متوقف می‌شود، نقطه‌ای که گازها به بخشی از آنچه که کهکشان را احاطه کرده تبدیل شده و در نهایت، به شبکه کیهانی وسیع‌ و کهکشان‌های دیگر می‌پیوندد. اینها معمولاً مرزهای مبهم هستند.

اما در این مورد، به نظر می‌رسد در این کهکشان مرز کاملاً واضحی بین محیط بین‌ستاره‌ای و محیط اطراف آن پیدا کرده‌ایم.

این مطالعه ستارگانی را مشاهده کرد که گاز اطراف خود را یونیزه کرده و فوتون‌هایشان در درون کهکشان جای گرفته‌اند.

دکتر نیلسن می‌گوید:

در محیط اطراف کهکشان، گاز توسط چیزی غیر از شرایط معمول در کهکشان‌ها گرم می‌شود، این احتمالاً شامل گرمایش ناشی از انتشارات کهکشان‌های جمعی در کیهان است و احتمالاً بخشی از سهم آن ناشی از شوک‌ها است.

این یک تغییر جالب است که علاوه بر اهمیآن پاسخ‌هایی به این سؤال می‌دهد که یک کهکشان به کجا ختم می‌شود.

پیشرفت های تکنولوژیکی در رصد کهکشان

این کشف به لطف تصویربردار وب کیهانی کِک (KCWI) در تلسکوپ 10 متری کّک در هاوایی امکان‌پذیر شده که شامل یک طیف‌نگار میدانی یکپارچه و یکی از حساس‌ترین ابزارهای در حال کار در نوع خود است.

دیان فیشر، یکی از نویسندگان مقاله و دانشیار دانشگاه Swinburne، گفت:

این مشاهدات منحصر‌به‌فرد نیاز به آسمانی بسیار تاریک دارد که فقط در رصدخانه Keck در Mauna Kea امکان‌پذیر است.

دانشمندان ASTRO 3D از طریق دانشگاه Swinburne به این تلسکوپ دسترسی پیدا کردند.

گلن کاپرزاک یکی دیگر از نویسندگان این مقاله می‌گوید:

مشارکت Swinburne با رصدخانه کِک به تیم ما این امکان را داده است که واقعاً مرزهای ممکن را پشت سر بگذارد. این رصدخانه واقعاً این نکته را تغییر داده است که چگونه اکنون می‌توان گاز منتشر شده در اطراف کهکشان‌ها را اندازه‌گیری کرده و کمّی کنیم.

به لطف این ابزار، به جای انجام یک رصد که یک طیف منفرد از گاز در کهکشان را فراهم می‌کند، اکنون دانشمندان می‌توانند هزاران طیف را به‌طور همزمان با یک تصویر از تلسکوپ کیهانی کِک به‌دست آورند.

پروفسور اما رایان وبر، مدیر ASTRO 3D می‌گوید:

این اولین بار است که می‌توانیم از این هاله ماده در اطراف یک کهکشان عکس بگیریم.

این مطالعه قطعه دیگری را به پازل اضافه می‌کند که یکی از سؤالات بزرگ در نجوم و تکامل کهکشانهاست، کهکشان ها چگونه تکامل می‌یابند؟ چگونه گاز خود را تامین می‌کنند؟ چگونه آن گاز را پردازش می‌کنند؟ و این گاز در نهایت چه می‌شود؟

بینش در مورد تکامل و تعامل کهکشانی

دکتر نیلسن می‌گوید:

محیط اطراف کهکشان نقش بزرگی در چرخش آن گاز ایفا می‌کند. بنابراین، با درک اینکه این محیط در اطراف کهکشان‌هایی با انواع مختلف چگونه به نظر می‌رسد (کهکشان‌هایی که در حال تشکیل ستاره هستند، آنهایی که دیگر ستاره‌ساز نیستند و آنهایی که در حال انتقال بین این دو هستند.) می‌توانیم تفاوت‌هایی را در این گاز مشاهده کنیم که ممکن است باعث ایجاد تفاوت‌هایی در درون کهکشان‌ها شوند و تغییرات در این مخزن ممکن است در واقع منجر به تغییرات در خود کهکشان گردد.

این مطالعه مستقیماً در مورد مأموریت ASTRO 3D صحبت می‌کند. پروفسور رایان وبر می‌گوید:

این به ما کمک می‌کند تا بفهمیم کهکشان‌ها چگونه در طول زمان اجرام موجود در خود را می‌سازند.

این یافته‌ها همچنین می‌تواند پیامدهایی برای نحوه تعامل کهکشان‌های مختلف و نحوه تأثیرگذاری آنها بر یکدیگر داشته باشد.

دکتر نیلسن می گوید:

به احتمال زیاد محیط اطراف کهکشان‌های راه شیری و آندرومدا در حال همپوشانی و تعامل هستند.

منبع: Scitechdaily