یک کهکشان فسیل شده در اعماق راه شیری کشف شد
دانشمندانی که با داده‌های نقشه‌برداری آسمانی دیجیتال اسلون کار می‌کردند، یک «کهکشان فسیلی» کشف کردند که در اعماق کهکشان راه شیری ما پنهان شده است.
این یافته که تحت «آزمایش تکامل کیهانی رصدخانه‌ی آپاچی پوینت» (APOGEE) «نقشه‌برداری آسمانی دیجیتال اسلون» (Sloan Digital Sky Surveys) انجام شده، ۲۰ نوامبر ۲۰۲۰ (۳۰ آبان) در نشریه‌ی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است و می‌تواند درک ما را از چگونگی تکامل راه شیری به کهکشان امروزی دچار چالش کند.
کهکشان فسیلی پیشنهادی ممکن است ده میلیارد سال پیش زمانی که کهکشان ما هنوز در مراحل ابتدایی بود، با کهکشان راه شیری برخورد کرده باشد. ستاره شناسان نام این کهکشان فسیلی را آن را «هرکول» (Heracles) گذاشته‌اند، زیرا این قهرمان یونان باستان هنگام ایجاد راه شیری، هدیه‌ی جاودانگی دریافت کرد.
بقایای کهکشان فسیلی هرکول، حدود یک سوم هاله‌ی کروی کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهد. اما پرسش اینجاست که اگر ستاره‌ها و گازهای حاصل از هرکول درصد زیادی از هاله‌ی کهکشانی را تشکیل می‌دهند، چرا قبلا آن را ندیده بودیم؟ پاسخ در موقعیت آن در اعماق راه شیری نهفته است.
«ریکاردو اسکیاون» (Ricardo Schiavon) از دانشگاه جان مورز لیورپول (LJMU) به عنوان یکی از اعضای اصلی این پژوهش گفت: «برای یافتن یک کهکشان فسیلی مانند این، باید به بررسی دقیق شیمیایی ساختار و حرکت ده‌ها هزار ستاره بپردازیم این کار به‌ویژه برای ستاره‌های مرکز کهکشان بسیار دشوار است، زیرا آن‌ها توسط ابرهای گردوغبار میان‌ستاره‌ای از دید پنهان می‌مانند. APOGEE به ما اجازه می‌دهد تا در این غبار نفوذ کرده و قلب کهکشان راه شیری را نسبت به گذشته بیشتر بکاویم.
APOGEE این کار را با دریافت طیف ستاره‌ها در طیف نزدیک به فروسرخ به جای نور مرئی که توسط گردوغبار پنهان می‌شود، انجام می‌دهد. طی عمر رصدهای ده ساله‌ی خود، طیف‌های بیش از نیم میلیون ستاره را در سراسر کهکشان راه شیری، از جمله هسته‌ی آن که پیش از این به دلیل از گردوغبار پنهان بود، اندازه‌گیری کرده است.
تصویری از موقعیت کهکشان فسیلی هرکول در راه شیری، آن‌گونه که از زمین دیده می‌شود.
Credit: Credit: Danny Horta-Darrington (Liverpool John Moores University), ESA/Gaia, and the SDSS
«دنی هورتا» (Danny Horta) دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه جان مورز هم به عنوان نویسنده‌ی اصلی این مقاله گفت: «بررسی چنین شمار زیادی از ستارگان برای یافتن ستاره‌های غیرمعمول در قلب پرجمعیت کهکشان راه شیری، که مانند پیدا کردن سوزن در یک انبار کاهاست، ضروری است.
برای تشخیص ستارگان متعلق به هرکول از ستارگان اصلی راه شیری، این تیم از ترکیبات شیمیایی و سرعت ستاره‌ها که توسط توسط ابزار APOGEE اندازه‌گیره شده است، استفاده کرد. هورتا گفت: «از ده‌ها هزار ستاره‌ای که بررسی کردیم، چند صد مورد ترکیب شیمیایی و سرعت کاملا متفاوت داشتند. این ستاره‌ها آن‌قدر متفاوت هستند که فقط می‌توانند از یک کهکشان دیگر آمده باشند. با مطالعه‌ی دقیق آن‌ها، می‌توانیم محل دقیق و تاریخچه‌ی این کهکشان فسیلی را کشف کنیم.»
از آن‌جا که کهکشان‌ها از ادغام کهکشان‌های کوچک‌تر در طول زمان ساخته می‌شوند، بقایای کهکشان‌های قدیمی اغلب در هاله‌ی بیرونی کهکشان راه شیری شناسایی می‌شوند که ابری عظیم اما بسیار کم از نظر شمار ستارگان که کهکشان راه شیری را دربر گرفته است. اما از آن‌جا که کهکشان ما از درون به بیرون ساخته شده است، یافتن نخستین ادغام‌ها مستلزم بررسی مرکزی‌ترین بخش‌های هاله‌ی راه شیری است که درون قرص و بخش برآمدگی آن دفن شده‌اند.
ستارگانی که در اصل به کهکشان فسیلی هرکول تعلق داشتند، تقریبا یک سوم جرم کل هاله‌ی کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهند و این نشان می‌دهد که این برخورد باستانی تازه کشف شده باید یک رویداد مهم در تاریخ کهکشان ما باشد. بدین ترتیب راه شیری ممکن است غیرمعمول باشد، زیرا بیشتر کهکشان‌های مارپیچی عظیم مشابه زندگی اولیه‌ی بسیار آرام‌تری داشته‌اند.
اسکیاون خاطرنشان کرد: «به عنوان خانه‌ی کیهانی ما، کهکشان راه شیری همیشه برای ما خاص بوده است، اما این کهکشان باستانی دفن شده، آن را حتی خاص‌تر هم می‌کند.»
«کارن مسترز» (Karen Masters) سخنگوی گام چهارم نقشه‌برداری آسمانی دیجیتال اسلون نیز بیان داشت: «APOGEE یکی از شاخص‌ترین نظرسنجی‌ها در مرحله‌ی چهارم SDSS است، و این نتیجه نمونه‌ای از یافته‌های شگفت‌انگیزی است که هر کسی می‌تواند انجام دهد. اکنون ما تقریبا مأموریت ده ساله‌ی خود را به پایان رسانده‌ایم.»
و این عصر جدید اکتشافات با تکمیل مشاهدات APOGEE پایان نخواهد یافت. مرحله‌ی پنجم SDSS پیش از این آغاز به داده‌گیری کرده است و «نقشه‌بردار راه شیری» آن برپایه‌ی موفقیت APOGEE ساخته شده است تا طیف ده برابر بیشتر از ستاره‌ها را در نور مرئی یا نزدیک به فروسرخ و یا هر دو در سراسر کهکشان راه شیری اندازه بگیرد.
عکس کاور: نمایی گرافیکی از موقعیت کهکشان فسیلی هرکول
Credit: Danny Horta-Darrington (Liverpool John Moores University), NASA/JPL-Caltech, and the SDSS
منبع: SciTechDaily
