کشف موجی غول‌پیکر در دل راه شیری؛ داده‌های گایا از لرزش کهکشان خبر می‌دهند

حرکت و موقعیت ستارگان در قرص کهکشانی راه شیری نشان از وجود موجی عظیم و در حال گسترش دارد؛ پدیده‌ای که به نظر می‌رسد حاصل رویدادی بزرگ و پرآشوب در گذشته‌ی کهکشان ما باشد.

کد خبر: ۸۹۳۴۹۲

تاریخ: ۱۴ آبان ۱۴۰۴ - ۱۴:۱۳

به‌گزارش انتخاب و به نقل از  sciencealert؛ در پژوهشی تازه که با استفاده از داده‌های فضاپیمای نقشه‌بردار گایا (Gaia) و پایگاه داده‌ی ستارگان تپنده انجام شده، اخترشناسان حرکت‌های عمودی ستارگان در نواحی بیرونی قرص کهکشانی را بررسی کرده و الگویی منظم و موج‌مانند در بالا و پایین رفتن آن‌ها یافته‌اند.

منشأ این موج هنوز مشخص نیست، اما یکی از محتمل‌ترین عوامل، برخورد یا عبور یک کهکشان دیگر از میان قرص راه شیری است — احتمالاً کهکشان کوتوله‌ی قوس (Sagittarius Dwarf Galaxy) که در حال حاضر نیز با راه شیری در تعامل گرانشی است و همانند سنگریزه‌ای که در آب می‌افتد، امواجی در ساختار کهکشان پدید آورده است.

این یافته بار دیگر نشان می‌دهد که راه شیری جسمی ایستا و بی‌تحرک در فضا نیست، بلکه سامانه‌ای پویاست که هنوز از رویدادهای گذشته و فعل و انفعالات جاری در حال «طنین‌اندازی» است.

پژوهشگران در مقاله‌ی خود می‌نویسند:

«مجموعه‌ی این یافته‌ها ما را به فرضیه‌ای هدایت می‌کند که بر اساس آن، موجی عمودی در بخش وسیعی از نواحی بیرونی قرص کهکشان در حال حرکت به‌سوی بیرون و دور شدن از مرکز کهکشان است.»

آن‌ها اضافه می‌کنند:

«این موج که در میان جمعیت ستارگان جوان شناسایی شده، ممکن است بخشی از ساختار گازی قرص کهکشان باشد که از طریق حرکات ستارگان جوان ــ که از همان گاز متولد شده‌اند و حرکت‌های توده‌ای آن را به ارث برده‌اند ــ آشکار شده است.»

راه شیری؛ کهکشانی پویا و پرآشوب

تنها در سال‌های اخیر است که اخترشناسان توانسته‌اند تصویر سه‌بعدی نسبتاً دقیقی از ساختار راه شیری ترسیم کنند — و این تا حد زیادی مرهون داده‌های مأموریت گایا است؛ رصدخانه‌ای فضایی که بیش از یک دهه از مدار خورشید به نقشه‌برداری از موقعیت‌های سه‌بعدی ستارگان کهکشان پرداخته است.

اما گایا فقط موقعیت ستارگان را ثبت نکرده؛ بلکه داده‌های مربوط به حرکت آن‌ها را نیز جمع‌آوری کرده است — اطلاعاتی که به دانشمندان امکان می‌دهد ردّ کهکشان‌های مرده، برخوردهای گذشته و تعاملات گرانشی پنهان را در دل راه شیری شناسایی کنند.

از جمله یافته‌های گایا این است که قرص کهکشان ما صاف و آرام نیست، بلکه در بخش‌های بیرونی تاب‌دار و موج‌دار است؛ نشانه‌ای از آن‌که در تاریخ این کهکشان رویدادهایی عظیم و سنگین رخ داده است.

بررسی تازه برای کشف منبع موج

در این مطالعه، تیمی از اخترشناسان به رهبری الوئیزا پوجیو (Eloisa Poggio) از مؤسسه‌ی ملی اخترفیزیک ایتالیا، به‌دنبال درک عمیق‌تر این رفتار عجیب بودند.

آن‌ها داده‌های مربوط به دو گروه از ستارگان را تحلیل کردند:

• حدود ۱۷ هزار ستاره‌ی جوان و غول‌پیکر تا فاصله‌ی ۲۳ هزار سال نوری از منظومه‌ی شمسی،

• و حدود ۳٬۴۰۰ ستاره‌ی متغیر قیفاووسی تا فاصله‌ی ۴۹ هزار سال نوری.

با توجه به اینکه قطر قرص کهکشان حدود ۱۰۰ هزار سال نوری است، این نمونه‌گیری پوشش گسترده‌ای از آن را فراهم کرده است.

پژوهشگران از داده‌های نسخه‌ی DR3 گایا (آخرین انتشار در زمان انجام تحقیق) و دیگر پیمایش‌ها استفاده کردند تا حرکت‌های ستارگان در کهکشان را بازسازی کنند — به‌ویژه سرعت‌های عمودی، یعنی بالا و پایین رفتن ستارگان نسبت به صفحه‌ی کهکشانی.

و در همین نقطه بود که یافته‌ها شگفت‌انگیز شدند:

هر دو گروه ستاره، الگوی عمودی منسجمی از حرکت نشان دادند، با فراز و فرودهایی متناوب، درست مانند موج‌هایی در برکه.

همچنین، دامنه‌ی این موج‌ها با افزایش فاصله از مرکز کهکشان بیشتر می‌شود؛ به‌طوری‌که در لبه‌های قرص، ستارگان بالاتر و پایین‌تر از صفحه‌ی میانی نوسان می‌کنند.

پوجیو می‌گوید:

«رفتار مشاهده‌شده کاملاً با چیزی که از یک موج انتظار داریم مطابقت دارد.»

اما منشأ این موج از کجاست؟

دانشمندان هنوز نمی‌دانند منشأ دقیق این موج کجاست یا چه عاملی آن را ایجاد کرده است.

یکی از گزینه‌ها همان کهکشان کوتوله‌ی قوس است که ممکن است با عبور از قرص راه شیری چنین موجی را پدید آورده باشد.

احتمال دیگر آن است که این موج با «موج رادکلیف» (Radcliffe Wave) مرتبط باشد — رشته‌ای ستاره‌ای به طول ۹ هزار سال نوری که در یکی از بازوهای مارپیچی راه شیری کشف شده است.

بااین‌حال، پوجیو توضیح می‌دهد:

«موج رادکلیف رشته‌ای بسیار کوچک‌تر است و در ناحیه‌ای متفاوت از قرص کهکشان نسبت به موجی که ما بررسی کردیم قرار دارد. ممکن است این دو پدیده به هم مرتبط باشند یا نباشند. به همین دلیل قصد داریم پژوهش‌های بیشتری انجام دهیم.»

چشم‌انداز آینده

انتشار بعدی داده‌های گایا، یعنی DR4، قرار است در دسامبر ۲۰۲۶ منتشر شود.

تیم پژوهشی امیدوار است با استفاده از آن مجموعه‌ی عظیم‌تر از داده‌ها، بتواند راز این موج کهکشانی را با دقت بیشتری بررسی کند — و دریابد که چه چیزی باعث می‌شود کهکشان ما در پهنه‌ی آسمان به لرزش درآید.