حل معمای ادغام کهکشانها

دانشمندان در آزمایشگاه تحقیقاتی نوال (NRL) پس از مطالعات طولانی مدت معمای ادغام کهکشانها را حل نمودند. از آنجایی که کهکشانها بزرگترین ساختارها در گیتی می باشند، یادگیری هرچه بیشتر درباره شکل گیری آنها کلیدی برای فهم چگونگی کارکرد هستی به شمار می آید.

دکتر فیشر و دکتر روت برگ با استفاده از داده های جدید تلسکوپ 8 متری جنوب جمینی (Gemini-South) واقع در شیلی به همراه نتایج اولیه به دست آمده از تلسکوپ 10 متری W.M.Keck و تلسکوپ 2/2 متری دانشگاه هاوایی و همچنین داده های آرشیوی تلسکوپ فضایی هابل مشکل را حل نمودند. آنها مقاله ای در رابطه با یافته های تحقیقاتی خود مبنی بر تکامل کهکشانها در ژورنال اخترفیزیک (Astrophysical Journal) به چاپ رساندند که پرده از این معمای بزرگ برداشت.

روت برگ چنین شرح می دهد: کهکشانها در هستی کلاً به دو صورت دیده می شوند. یکی به صورت مارپیچی شبیه کهکشان خودمان و یکی به صورت بیضی که در آن ستاره ها در مدارهای تصادفی حرکت می کنند. بزرگترین کهکشانها در گیتی به صورت کهکشانهای بیضوی بوده و برای فهم اینکه هستی در 15 میلیارد سال گذشته چگونه شکل گرفته اول بایست چگونگی شکل گیری این کهکشان ها را فهمید.

تلسکوپ 2.2 متری دانشگاه هاوایی

تئوریهای بسیار قدیمی براین استوار بوده است که کهکشانهای مارپیچی باهم ادغام شده و کهکشانهای بیضی را در جهان به وجود می آورند. کهکشانهای مارپیچی دارای مقادیر معنی داری گاز هیدروژن سرد می باشند. زمانی که آنها باهم ادغام می شوند الگوی زیبای مارپیچی آنها در هم می ریزد و گاز به ستاره جدیدی منتقل می شود. هرچه مقدار گاز موجود بیشتر باشد، ستاره های بیشتری شکل می گیرد و به همراه آن مقدار زیادی غبار. این غبار توسط ستاره های جوان داغ شده و با موج مادون قرمز تشعشعاتی از خود ساطع می کند.

تا این اواخر دانشمندان تصور می کردند که این کهکشانهای در حال ادغام با درخشش مادون قرمز به اندازه کافی بزرگ و متراکم نیستند تا به عنوان پیش سازه های اکثر کهکشانهای بیضی در جهان تلقی شوند. در واقع مشکل در روش اندازه گیری جرم آنها بود. در متد جایگزین از نور نزدیک مادون قرمز استفاده می شود که به کمک آن حرکات تصادفی ستارگان مسن سنجیده می شود. هرچه حرکات تصادفی بزرگتر باشد میزان جرم موجود بیشتر خواهد بود. استفاده از نور نزدیک مادون قرمز این امکان را فراهم می سازد تا به دورن غبار نفوذ کرده و تا حد امکان بسیاری از ستارگان مسن و قدیمی را مشاهده نمود.

ترکیب زمانی اتفاق می افتد که کهکشانهای مارپیچی ادغام می شوند، چراکه اکثر گاز آن به مرکز گرانشی سیستم کشیده شده و یک دیسک چرخان را تشکیل می دهد. گاز از این دیسک چرخان به درون دیسک چرخان یک ستاره جوان منتقل می شود که خود این ستاره نیز بسیار درخشان بوده و امواج نزدیک مادون قرمز از خود ساطع می کند. دیسک چرخان ستاره های جوان هم ستارگان مسن را روشن می سازد و هم اینکه اگر ستارگان مسن دارای حرکات تصادفی بسیار کمتری باشند آنها را مشخص می سازد.

روت برگ و فیشر به جای مشاهده حرکات تصادفی ستارگان مسن در طول موج های کوتاهتر، به طور موثری از غبارها برای بلوکه نمودن نور ستاره های جوان استفاده نمودند. نتایج جدید آنها نشان داد که ستارگان مسن در کهکشانهای ادغام یافته دارای حرکات تصادفی بزرگتری هستند و این بدین معنی است که آنها سرانجام کهکشانهای بسیار بزرگ بیضوی خواهند شد.

گام بعدی در تحقیقات NRL مشاهده مستقیم دیسک های ستاره ای با استفاده از طیف سنجی سه بعدی نور مادون قرمز است. هر ذره یک طیف است و با کمک آن محققان می توانند یک نقشه دوبعدی از حرکات ستاره ای و سنستاره ها تهیه نمایند. این نقشه به آنها این امکان را می دهد که اندازه، چرخش، میزان درخشش و سن دیسک مرکزی را اندازه گیری نمایند.