کشف یک بازوی مارپیچی فسیلی در راه شیری!

فرارو: دانشمندان اخیراً با کنار هم قرار دادن داده‌های تلسکوپ فضایی گایا Gaia، نقشه‌ای را ایجاد کردند که در این نقشه نشانه‌هایی از بقایای یک بازوی مارپیچی فسیلی مرموز مشاهده شد که توجه بسیاری را به خود جلب کرد. برخی دانشمندان این ایده را مطرح کردند که این بقایا متعلق به بازوی کهکشان دیگری است میلیون‌ها سال پیش در نزدیکی کهکشان ما قرار داشته است.

یک تیم بین المللی از ستاره شناسان، به سرپرستی محققی به نام Chervin Laporte از موسسه علوم کیهان دانشگاه بارسلونا (ICCUB-IEEC)، از داده‌های ماموریت فضایی گایا برای ایجاد نقشه جدیدی از دیسک بیرونی کهکشان راه شیری استفاده کرده اند. به طرز جالبی، ساختار‌های تازه کشف شده شامل شواهدی از بازو‌های مارپیچی فسیلی بود که توجه دانشمندان را به خود جلب کرد. این تیم نتایج جدید یافته‌های خود را در مقاله‌ای در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters منتشر کرد.

این تیم، داده‌های حرکتی تلسکوپ گایا را که از دسامبر ۲۰۲۰ در دسترس بود، تجزیه و تحلیل کرد تا ساختار‌های منسجم را شناسایی کند. نقشه به دست آمده آن‌ها وجود بسیاری از ساختار‌های رشته‌ای در حال چرخش ناشناخته را در لبه دیسک نشان می‌داد. همچنین یک نمای کلی واضح‌تر از ساختار‌های شناخته شده قبلی را ارائه می‌داد. شبیه‌سازی‌های عددی پیش‌بینی می‌کنند که چنین ساختار‌های رشته‌ای در دیسک بیرونی از فعل و انفعالات ماهواره‌ای گذشته تشکیل می‌شوند، اما مقدار زیادی از زیرساخت‌های آشکار شده توسط این نقشه غیر قابل شناسایی و همچنان یک راز باقی مانده است.

توضیح تصویر: نقشه تمام آسمان کهکشان راه شیری در حال حرکت با استفاده از داده های گایا. نواحی با حرکت زیاد با رنگ مشکی/بنفش و مناطقی که حرکت نسبتاً کم دارند با رنگ زرد نشان داده شده اند. تعدادی از ساختارهای دیسک رشته ای در مقیاس بزرگ در صفحه میانی مشهود است. این نقشه همچنین ابرهای ماژلانی و پل ستاره ای متصل کننده آنها را در سمت چپ نشان می دهد، در حالی که کهکشان کوتوله Sgr که در حال حاضر در حال جدا شدن از کهکشان ما است را می توان در سمت راست (جسم اصلی) مشاهده کرد.

این ساختار‌ها ممکن است چه چیزی باشند؟ یک احتمال این است که آن‌ها بقایای بازو‌های جزر و مدی از دیسک‌های کهکشان راه شیری هستند که در زمان‌های مختلف توسط کهکشان‌های مختلف کشیده شده اند. کهکشان ما اکنون توسط ۵۰ عدد از این کهکشان‌ها احاطه شده و در گذشته نیز کهکشان‌های دیگری نیز وجود داشتند. در حال حاضر محتمل‌ترین فرضیه این است که کهکشان راه شیری در گذشته دورتر خود، با مزاحم دیگری به نام Gaia Sausage تعامل داشت که اکنون بقایای آن را در حومه کهکشان ما پراکنده کرده است.

در مطالعه قبلی، همان تیم نشان داد که یکی از ساختار‌های رشته‌ای در دیسک بیرونی، ستاره‌هایی دارد که عمدتاً بیش از ۸ میلیارد سال سن دارند. این بدان معناست که به طور بالقوه آن‌ها خیلی پیرتر از آن هستند که توسط قوس خود کهکشان ما به حرکت درآمده باشند، بنابراین تنها احتمال باقی مانده تأثیرات یک کهکشان دیگر و مشخصاً Gaia Sausage خواهد بود. احتمال دیگر این است که این ساختارها، بازو‌های مارپیچی فسیلی واقعی نیستند، بلکه تاج‌های اعوجاج عمودی در مقیاس بزرگ هستند که بخشی از دیسک کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهند. لاپورت می‌گوید: «ما معتقدیم که دیسک‌ها به برخورد‌های کهکشانی واکنش نشان می‌دهند و امواج عمودی ایجاد می‌کنند که مانند موج‌هایی روی یک حوض پخش می‌شوند.»

تلسکوپ فضایی گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA)

برای تمایز بین این دو ایده، تیم اکنون یک برنامه پیگیری اختصاصی را با تلسکوپ ویلیام هرشل در جزایر قناری به منظور بررسی ویژگی‌های جمعیت‌های ستاره‌ای در هر زیرساخت، در پیش گرفته است. بررسی‌های آینده به روشن شدن ماهیت و منشأ این سازه‌های مرموز کمک خواهد کرد.

لاپورت در مورد یافته‌های خود می‌گوید: «معمولاً این منطقه از کهکشان راه شیری به دلیل وجود غباری که بیشتر سطح میانی کهکشانی را به شدت تار می‌کند، کمتر مورد کاوش قرار گرفته است». او می‌افزاید: «در حالی که غبار بر درخشندگی یک ستاره تأثیر می‌گذارد، اما در حرکت آن بی تأثیر است. پس ما مطمئناً بسیار هیجان زده بودیم که می‌دیدیم داده‌های حرکت گایا به ما کمک کرد تا این ساختار‌های رشته‌ای را کشف کنیم! اکنون این چالش باقی مانده است که بفهمیم این ساختار‌ها دقیقاً چیست، چگونه به وجود آمده اند، چرا در این تعداد زیاد، و چه چیزی می‌توانند در مورد کهکشان راه شیری، شکل گیری و تکامل آن به ما بگویند.»