نقشه‌ی هاله‌ی کهکشان آندرومدا با جزئیات زیاد تهیه شد
دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، هاله‌ی (Halo) کهکشان آندرومدا، منطقه‌ی وسیع گازی که آن را به‌عنوان نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ همسایه‌ی ما دربر گرفته، نقشه‌برداری کردند.
طبق اعلام ناسا، دانشمندان دریافتند که این هاله‌ی نازک و تقریبا غیرقابل رؤیت که از پلاسما تشکیل شده، تا ۱٫۳ میلیون سال نوری از کهکشان گسترش یافته که نیمی از فاصله‌ی بین ما و آندرومدا است. این هاله در برخی جهت‌ها تا ۲ میلیون سال نوری نیز رشد داشته و این یعنی هاله‌ی آندرومدا در حال پیش‌روی در هاله‌ی کهکشان راه شیری است.
آن‌ها همچنین کشف کردند که هاله‌ی کهکشان آندرومدا ساختاری لایه‌لایه دارد و از دو لایه‌ی اصلی تو در تو و متمایز گازی تشکیل شده است. این جامع‌ترین مطالعه پیرامون هاله‌ی یک کهکشان است.
«سامانتا برک» (Samantha Berek) پژوهشگر دانشگاه ییل در این زمینه گفت: «دانستن درباره‌ی هاله‌ی گاز اطراف کهکشان‌ها بسیار مهم است. این مناطق گازی، دارای سوخت لازم برای شکل‌گیری ستاره‌های بعدی و همچنین جریان‌های خروجی مانند ابرنواختر است. این هاله پر از سرنخ‌هایی درباره‌ی تحولات گذشته و آینده‌ی کهکشان است و سرانجام توانستیم این موضوع را با جزئیات بالا در نزدیک‌ترین همسایه‌ی کهکشانی مطالعه کنیم.»
«نیکولاس لنر» (Nicolas Lehner) سرپرست این پژوهش از دانشگاه نوتردام ایندیانا افزود: «ما مشاهده می‌کنیم که پوسته‌ی درونی که تا حدود ۱٫۵ میلیون سال نوری کشیده شده، بسیار پیچیده‌تر و پویاتر است در صورتی که پوسته‌ی بیرونی ساختار صاف و گرم‌تری دارد. این تفاوت احتمالا ناشی از برخورد فعالیت ابرنواختری در قرص کهکشان است که مستقیما بر هاله‌ی داخلی اثر می‌گذارد.»
مشخصه‌ی این فعالیت، کشف مقادیر زیادی عناصر سنگین در هاله‌ی گازی آندرومدا است. عناصر سنگین در هسته‌ی ستارگان شکل می‌گیرند و سپس به فضا پرتاب می‌شوند که در زمان مرگ ستاره بسیار سهمگین‌تر خواهد بود. سپس هاله‌ی گازی کهکشان با این مواد ناشی از انفجار ستاره‌ای آمیخته می‌شود.
کهکشان آندرومدا که با نام M311 نیز شناخته می‌شود، یک کهکشان مارپیچی زیبا است که اندازه‌ی آن قابل مقایسه با کهکشان راه شیری است و احتمال می‌رود که ۱ تریلیون ستاره داشته باشد.
با فاصله‌ی ۲٫۵ میلیون سال نوری این کهکشان آن‌قدر به ما نزدیک است که در آسمان پاییز به صورت یک شیء نورانی کشیده در آسمان دیده می‌شود. اگر هاله‌های گازی این کهکشان با چشم غیرمسلح قابل مشاهده بود، تقریبا سه برابر ستارگان اصلی صورت فلکی خرس بزرگ (دب اکبر) بود که به آسانی بزرگترین پدیده‌ی آسمان شب می‌شد.
دانشمندان از طریق پروژه‌ی «نقشه‌ی جذب گاز یونیزه شده در آندرومدا» (AMIGA) نور ۴۳ کوازار را که هسته‌های فعال و درخشان کهکشانی در فواصل بسیار دور هستند، در فاصله‌ای طولانی پشت آندرومدا بررسی کردند.
این کوازارها در پشت هاله پراکنده است و به دانشمندان اجازه می‌دهد که مناطق مختلف را بررسی کنند. این تیم با نگاه به نور کوازارها که از درون هاله عبور کرده است، چگونگی جذب نور توسط هاله و تفاوت این جذب را در مناطق مختلف بررسی کردند.
هاله‌ی عظیم آندرومدا از گازهای رقیق و یونیزه شده تشکیل شده که پرتوهای قابل تشخیص زیادی از خود ساطع نمی‌کنند. بنابراین ردیابی میزان جذب نوری که از منبعی در پس‌زمینه می‌آید راه بهتری برای بررسی این هاله است.
طرحی از هاله‌ی کهکشان آندرومدا؛ کوازارها با نقاط جداگانه نشان داده شده‌اند
Credit: NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)
پژوهشگران با استفاده از قابلیت منحصر به فرد «طیف‌نگار منشأ کیهانی» (COS) برای مطالعه‌ی نور کوازارها استفاده کردند. نور فرابنفش توسط جو زمین جذب می‌شود و این امر استفاده از تلسکوپ‌های زمینی برای مطالعه در این طیف نوری را غیرممکن می‌سازد. با استفاده از این مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل، دانشمندان توانستند گاز یونیزه شده از کربن، سیلیکون و اکسیژن را شناسایی کنند. یک اتم زمانی یونیزه می‌شود که با تابش پرتو به آن، یک یا چند الکترون از دست می‌دهد.
پیش از این در سال ۲۰۱۵ نیز این تیم پژوهشی، هاله‌ی آندرومدا را بررسی کرده و دریافته بودند که بسیار بزرگ و پرجرم است؛ اما نشانه‌های اندکی از پیچیدگی آن وجود داشت. اکنون این هاله با جزئیات بیشتری نقشه‌برداری شده است و اندازه و جرم آن دقیق‌تر تعیین شده است.
«کریستوفر هاوک» ( J. Christopher Howk) از دانشگاه نوتردام در این زمینه گفت: «پیش از این با مشاهده‌ی تنها ۶ کوازار در فاصله‌ی ۱ میلیون سال نوری از کهکشان، اطلاعات بسیار کمی وجود داشت. اما برنامه‌ی تازه اطلاعات بسیار بیشتری از هاله‌ی آندرومدا فراهم کرده است. بررسی گازی با این شعاع مهم است زیرا اطلاعاتی از کره‌ی اثر گرانشی آندرومدا بیان می‌کند.»
به دلیل آنکه ما در راه شیری زندگی می‌کنیم، دانشمندان نمی‌توانند به راحتی مشخصه‌ی کهکشان خودمان را تفسیر کنند. اگرچه دانشمندان عقیده دارند که با توجه به شباهت بسیار آندرومدا و راه شیری، هاله‌ی آن‌ها نیز باید بسیار شبیه به هم باشد. این دو کهکشان در مسیر یک برخورد قرار دارند و ترکیب آن‌ها ۴ میلیارد سال آینده آغاز خواهند شد تا یک کهکشان بیضوی را شکل دهند.
دانشمندان علاوه بر آندرومدا هاله‌های گازی کهکشان‌های دورتر را هم بررسی کرده‌اند اما این کهکشان‌ها در آسمان بسیار کوچک هستند و به همین دلیل تعداد کوازارهایی که به اندازه‌ی کافی روشن باشند و در پشت هاله‌ی آن‌ها قرار بگیرند، بسیار کم و اغلب فقط یک نمونه است. بنابراین تعیین اطلاعات مکانی در هاله عملا ممکن نیست. این در حالی است که با توجه به نزدیک‌تر بودن آندرومدا، هاله‌ی گازی آن در آسمان بسیار گسترده‌تر است و این امر، نمونه‌گیری را آسان‌تر می‌کند.
سرپرست این پژوهش، آن را منحصر به فرد خواند و افزود: «به کمک گستردگی هاله‌ی آندرومدا نه فقط از ۱ یا ۲ چشم‌انداز بلکه از بیش از ۴۰ نمونه به جمع‌آوری اطلاعات پرداختیم. این موضوع برای به دست آوردن پیچیدگی هاله‌ی کهکشانی فراسوی راه شیری بسیار مهم است.»
باید گفت که در حال حاضر آندرومدا تنها کهکشان جهان است که می‌توان از این روش برای بررسی هاله‌ی آن استفاده کرد. دانشمندان با یک تلسکوپ فضایی بسیار حساس فرابنفش در آینده می‌توانند این روش را برای حدود ۳۰ کهکشان که گروه محلی را تشکیل می‌دهند، اعمال کنند. بنابراین همان‌طور که سرپرست این پژوهش می‌گوید، پروژه‌ی «آمیگا» (AMIGA) علاوه بر دستاوردهای فعلی، چشم‌اندازی به آینده ارائه می‌دهد.
عکس کاور: دورنمایی از ابعاد بزرگ هاله‌ی کهکشان آندرومدا
Credit: NASA, ESA, J. DePasquale and E. Wheatley (STScI), and Z. Levay
