تلسکوپ هابل سپر محافظ کهکشان‌های قمری راه شیری را شناسایی کرد
پژوهشی تازه نشان می‌دهد که یک سپر محافظ با نام تاج کهکشانی از ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک به‌عنوان کهکشان‌های قمری راه شیری محافظت می‌کند.
برای میلیاردها سال، بزرگ‌ترین کهکشان‌های قمری راه شیری یعنی ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک، راهی خطرناک را دنبال کرده‌اند. این دو کهکشان با چرخش به دور یکدیگر و در حالی که به سمت کهکشان ما کشیده می‌شوند، شروع به از هم گسستن کرده‌اند و ردی از بقایای گازی را از خود بر جای می‌گذارند.
اما موضوع تعجب‌برانگیز این است که با وجود جریان گاز خروجی و شکل‌گیری شدید ستاره‌های تازه، این کهکشان‌ها همچنان سالم باقی می‌مانند. «دانش کریشنارائو» (Dhanesh Krishnarao) استادیار کالج کلرادو در این زمینه گفت: «بسیاری از افراد در تلاش برای توضیح این بودند که این جریان‌های مواد چگونه می‌توانند وجود داشته باشند و اگر این گاز از این کهکشان‌ها خارج می‌شود، چگونه تشکیل ستاره‌ها در آن‌ها ادامه دارد؟»
اکنون با کمک داده‌های تلسکوپ فضایی هابل ناسا و یک ماهواره‌ی بازنشسته به نام «کاوشگر طیف‌سنجی فرابنفش دور» (FUSE)، تیمی از ستاره‌شناسان به سرپرستی کریشنارائو به پاسخ دست یافته‌اند: منظومه‌ی ماژلانی، توسط یک «تاج» (Corona) یا یک سپر حفاظتی از گاز سوپرشارژ داغ احاطه شده است. این پیله‌ی عظیم مانع از خروج گاز کهکشان‌ها به سمت راه شیری می‌شود و بدین ترتیب این کهکشان‌های کوتوله می‌توانند به شکل‌گیری ستاره‌های جدید ادامه دهند.
این کشف که نتایج آن به‌تازگی در نشریه‌ی «نیچر» (Nature) منتشر شده است، در حقیقت به جنبه‌ای نو از تکامل کهکشانی می‌پردازد. «اندرو فاکس» (Andrew Fox) یکی از پژوهشگران مؤسسه‌ی علمی تلسکوپ فضایی در این‌باره خاطرنشان کرد: «کهکشان‌ها خود را در نوعی پیله‌های گازی می‌پوشانند که به عنوان سپر دفاعی در برابر کهکشان‌های دیگر عمل می‌کنند.»
ستاره‌شناسان وجود تاج کهکشانی را چندین سال قبل پیش‌بینی کردند. «النا دونگیا» (Elena D’Onghia) یکی از پژوهشگران دانشگاه ویسکانسین درباره‌ی این موضوع گفت: «ما دریافتیم که اگر یک تاج را در شبیه‌سازی‌های سقوط ابرهای ماژلانی به کهکشان راه شیری در نظر بگیریم، می‌توانیم برای نخستین بار جرم گاز خروجی را توضیح دهیم. ما می‌دانستیم که ابر ماژلانی بزرگ باید به اندازه‌ای پرجرم باشد که بتواند تاج داشته باشد.»
اگرچه این تاج تا بیش از ۱۰۰ هزار سال نوری از ابرهای ماژلانی امتداد دارد و بخش عظیمی از آسمان جنوبی را می‌پوشاند، اما عملا نامرئی است و نقشه‌برداری آن نیازمند بررسی ۳۰ سال داده‌های آرشیو شده برای امکان اندازه‌گیری مناسب بود.
محققان فکر می‌کنند که تاج یک کهکشان، بقایای ابر اولیه‌ی گازی است که میلیاردها سال پیش برای تشکیل کهکشان در خود فرو ریخته است. اگرچه تاج‌ها در اطراف کهکشان‌های کوتوله‌ی دورتر هم دیده شده‌اند، اما پیش از این ستاره‌شناسان هرگز نتوانسته بودند یکی از آن‌ها را با این جزئیات بکاوند.
کریشنارائو در این رابطه گفت: «پیش‌بینی‌های زیادی از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای در مورد اینکه تاج کهکشانی چگونه باید باشد و در طول میلیاردها سال چگونه برهم‌کنش دارد، وجود دارد، اما از نظر رصدی، نمی‌توانیم اکثر آن‌ها را آزمایش کنیم، زیرا تشخیص کهکشان‌های کوتوله معمولا بسیار دشوار است. اما چون ابرهای ماژلانی دقیقا در نزدیکی ما قرار دارند، فرصتی ایدئال برای مطالعه‌ی شیوه‌ی تعامل و تکامل کهکشان‌های کوتوله فراهم می‌کنند.»
در جست‌وجوی این شواهد مستقیم از تاج ماژلانی، دانشمندان بایگانی داده‌های هابل و «فیوز» (FUSE) را برای مشاهدات فرابنفش اختروش‌هایی که میلیاردها سال نوری پشت آن قرار داشتند، بررسی کردند. اختروش‌ها یا کوازارها هسته‌های بسیار درخشان کهکشان‌ها هستند که سیاهچاله‌های فعال عظیمی را در خود جای داده‌اند.
این تیم استدلال کرد که اگرچه تاج به‌تنهایی تاریک است و نمی‌توان آن را دید، اما باید به‌صورت نوعی مِه که الگوهای نور درخشان اختروش‌های دوردست پس‌زمینه را جذب می‌کند، قابل مشاهده باشد. چنین روشی پیش از این توسط هابل برای نقشه‌برداری از تاج اطراف کهکشان آندرومدا استفاده می‌شد.
با تجزیه‌وتحلیل الگوهای موجود در طیف فرابنفش از ۲۸ اختروش پس‌زمینه، تیم پژوهشی موفق به شناسایی و تعیین ویژگی‌های مواد اطراف ابر ماژلانی بزرگ شد و در نتیجه وجود تاج را تأیید کرد. همان‌طور که پیش‌بینی می‌شد، طیف‌های اختروش با نشانه‌های متمایز از حضور کربن، اکسیژن و سیلیکون دیده می‌شوند که هاله‌ی پلاسمای داغ را که کهکشان را تشکیل می‌دهند.
توانایی تشخیص تاج کهکشانی به طیف‌های فرابنفش بسیار دقیق نیاز داشت. کریشنارائو در این خصوص اشاره کرد: «توان تفکیک هابل و فیوز برای این مطالعه بسیار مهم بود. گاز موجود در تاج بسیار پراکنده است که حتی تشخیص وجود آن را سخت می‌کند. علاوه بر این، با گازهای دیگر، از جمله جریان‌های خروجی از ابرهای ماژلانی و موادی که از کهکشان راه شیری سرچشمه می‌گیرند، مخلوط می‌شود.»
با نقشه‌برداری از این نتایج، دانشمندان همچنین دریافتند که مقدار گاز با فاصله از مرکز ابر ماژلانی بزرگ کاهش می‌یابد. به گفته‌ی آن‌ها «این کاملا نشان می‌دهد که این تاج واقعا وجود دارد، کهکشان را دربر گرفته و از آن محافظت می‌کند.»
اما چگونه چنین پوشش نازکی از گاز می تواند از کهکشان در برابر نابودی محافظت کند؟ کریشنارائو در این رابطه گفت: «هر چیزی که بخواهد وارد کهکشان شود، باید ابتدا از این ماده عبور کند، بنابراین می‌تواند بخشی از این ضربه‌ی ورودی را جذب کند.»
او افزود: «علاوه بر این، تاج اولین ماده‌ای است که می‌تواند از کهکشان خارج شود. با رها شدن اندکی از تاج رها، از گاز درون خود کهکشان که قادر به تشکیل ستاره‌های جدید است، محافظت می‌شود.»
عکس کاور: طرحی گرافیکی از تاج کهکشان‌های ابر ماژلانی و کهکشان راه شیری
Credit: NASA
منبع: Phys.Org
