کشف جسمی بسیار بزرگ در کهکشان راه شیری

گجت نیوز: دانشمندان موفق به کشف جسمی عجیب و بسیار بزرگ در کهکشان راه شیری شدند. نام این یافته ریسمان مگی است. در ادامه به بررسی این کشف بزرگ می پردازیم.

تقریباً ۱۳.۸ میلیارد سال پیش، جهان ما در یک انفجار عظیم (بیگ بنگ) متولد شد و اولین ذرات زیر اتمی و قوانین فیزیک را همان‌طور که ما می‌شناسیم به وجود آورد. حدود ۳۷۰۰۰۰ سال بعد، هیدروژن تشکیل شد و این عنصر یکی از اجزای سازنده ستارگان است زیرا آنها از ترکیب هلیوم و هیدروژن بوجود می‌آیند.

هیدروژن فراگیرترین عنصر در کیهان است و تشخیص تک تک ابرهای گاز هیدروژن در محیط بین ستاره‌ای می‌تواند بسیار دشوار باشد. این امر تحقیق پیرامون مراحل اولیه شکل گیری ستارگان را با دشواری رو به رو می‌کند. (تحقیق درباره ستاره‌ها می‌تواند سرنخ‌هایی در مورد تکامل کهکشان‌ها و کیهان ارائه دهد.)

ماهیت جسم عجیب کهکشان راه شیری چیست؟

یک تیم بین المللی از دانشمندان به رهبری ستاره شناسان موسسه نجوم ماکس پلانک (MPIA) اخیرا متوجه رشته عظیمی از گاز هیدروژن اتمی در کهکشان ما شده‌اند. این ریسمان که مگی (Maggie) نام دارد، در فاصله ۵۵۰۰۰ سال نوری (در سمت دیگر کهکشان راه شیری) قرار دارد و یکی از طولانی‌ترین ساختارهایی است که تا به حال در کهکشان ما مشاهده شده است.

در بالا: بخش کهکشان راه شیری که توسط ماهواره گایا ESA اندازه گیری شده است. تصویر بالایی نشان دهنده منطقه توزیع نامتناسب هیدروژن و خط قرمز پایینی نشان دهنده مگی است.

مطالعه‌ای که به تازگی یافته‌های آنها را توصیف می‌کند، در مجله ستاره شناسی و فیزیک نجومی توسط جوناس سید، دانشجوی دکترای تخصصی موسسه ماکس پلانک منتشر شده است. همچنین محققانی نیز از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسونین (CFA)، موسسه ماکس پلانک برای نجوم رادیویی، دانشگاه کلگری، دانشگاه هایدلبرگ، مرکز اخترفیزیک و علوم سیاره‌ای، موسسه Argelander، موسسه علوم هند و نهایتا آزمایشگاه پیش رانش جت ناسا به وی ملحق شدند.

این تحقیق براساس داده‌های بدست آمده از مقاله‌ای است که توسط کارل جی جانسکی و سایر دانشمندان در نیومکزیکو منتشر شده است. این پروژه با استفاده از نوعی رصدخانه ستاره شناسی رادیویی (VLA) به تشکیل ابرهای مولکولی، تبدیل هیدروژن اتمی به مولکولی، میدان مغناطیسی کهکشان و سایر سوالات مربوط به محیط میان ستاره‌ای و تشکیل ستارگان می‌پردازد.

در واقع هدف نهایی این است که متوجه شویم که چگونه دو ایزوتوپ رایج هیدروژن برای ایجاد ابرهای متراکم که به سمت یکدیگر برمی خیزند، همگرا می‌شوند. این دو ایزوتوپ متشکل از هیدروژن اتمی و هیدروژن مولکولی است که هیدروژن اتمی از یک پروتون، یک الکترون و بدون نوترون و هیدروژن مولکولی یا دوتریوم از پروتون، یک نوترون و یک الکترون تشکیل شده است.

روند چگونگی انتقال هیدروژن اتمی به هیدروژن مولکولی هنوز تا حد زیادی ناشناخته است، و همین امر این ریسمان فوق‌العاده طولانی را به یک یافته هیجان‌انگیز تبدیل کرده است. در حالی که بزرگترین ابرهای شناخته شده گاز مولکولی معمولاً حدود ۸۰۰ سال نوری طول دارند، طول مگی ۳۹۰۰ سال نوری و عرض آن ۱۳۰ سال نوری است. همان‌طور که سید در بیانیه مطبوعاتی اخیر موسسه ماکس پلانک توضیح داده:

محل قرارگیری این ریسمان به این موفقیت کمک کرده است. هنوز به طور دقیق نمی‌دانیم چگونه به آنجا رسیده است. اما این ریسمان حدود ۱۶۰۰ سال نوری است که زیر صفحه کهکشان راه شیری امتداد دارد. از طرفی مشاهدات به ما امکان بررسی سرعت گاز هیدروژن را داده است.

تجزیه و تحلیل تیم مذکور نشان داد که ماده متراکم موجود در این ریسمان، سرعت متوسط ۵۴ کیلومتر بر ثانیه دارد و آنها این سرعت را با اندازه گیری چرخش صفحه راه شیری تعیین کردند. این بدان معناست که تابشی با طول موج ۲۱ سانتی متر (معروف به خط هیدروژن) در پس زمینه کیهانی قابل مشاهده است و ساختار را نمایان می‌کند. هنریک بوتر، سرپرست پروژه THOR و نویسنده این مقاله می‌گوید:

این مشاهدات همچنین به ما اجازه داد تا سرعت گاز هیدروژن را تعیین کنیم.

از اینجاست که محققان به این نتیجه رسیدند که «مگی» یک ساختار منسجم است. این یافته‌ها، مشاهداتی را که یک سال پیش توسط دکتر Juan D. Soler، اخترفیزیکدان دانشگاه وین و نویسنده همکار این مقاله انجام داده بود، تائید کرد. زمانی که ایشان موفق به مشاهده این ریسمان شد، نام آن را از طولانی‌ترین رودخانه در زادگاهش، کلمبیا، گذاشت. (ریو ماگدالنا که به انگلیسی مارگارت یا مگی شناخته می‌شود.)

در حالی که ریسمان مگی در ارزیابی‌های قبلی دکتر سولر و در داده‌های THOR مشخص بود، اما فقط مطالعه فعلی که صورت گرفته می‌تواند شکی را که نسبت به ساختار منسجم آن داشتیم، از میان ببرد. بر اساس داده‌های منتشر شده قبلی، این تیم همچنین تخمین زد که مگی حاوی 8 درصد هیدروژن مولکولی با کسر جرمی است.

در بررسی دقیق‌تر، تیم متوجه شد که گاز در نقاط مختلف ریسمان همگرا می‌شود، و به این نتیجه رسیدند که گاز هیدروژن در ابرهای بزرگ در آن مکان ها تجمع می‌یابد. آنها همچنین حدس می‌زنند که گاز اتمی به تدریج در آن محیط‌ها به شکل مولکولی متراکم می‌شود. سید می‌گوید:

با این حال بسیاری از سوالات بی‌پاسخ مانده است. یه مقدار داده اضافی دیگر وجود دارد که امیدواریم سرنخ‌های بیشتری راجع به کسر گاز مولکولی به ما بدهد. البته فعلا روی آنها کار می‌کنیم و در حال تجزیه و تحلیل هستند.

خوشبختانه چندین رصدخانه فضایی و زمینی به زودی عملیاتی خواهند شد؛ تلسکوپ‌هایی که برای مطالعه این ریسمان‌ها در آینده مجهز خواهند شد. این تلسکوپ‌ها شامل تلسکوپ فضایی جیمز وب، بزرگترین رادیو تلسکوپ جهان آرایه کیلومتر مربعی می‌شود که به ما امکان مشاهده اولین فصل از تاریخ کیهان (سپیده دم کیهان) و اولین ستاره های کیهانی را مشاهده کنیم.