راه شیری یک آدم‌خوار کیهانی؛ کهکشان ما اولین قربانی‌اش را ۱۲ میلیارد سال پیش بلعید

راز بقا: کشف جدید تلسکوپ فضایی هابل نشان می‌دهد که راه شیری در حدود ۱۲ میلیارد سال پیش، یک کهکشان کوتوله را بلعیده است

کهکشان ما یعنی کهکشان راه شیری با دست‌کم بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره شبیه به یک بشقاب با قطر حدود ۱۰۰ هزار سال نوری (بر اساس برخی برآورد‌ها حتی تا ۲۰۰هزار سال نوری) و ضخامت حدود ۱ هزار سال نوری است.

بر اساس آنچه که کیهان‌شناسی امروز به ما می‌گوید کهکشان ما در تاریخ حیات خود رویداد‌های پرتنشی را تجربه کرده که هریک از آنها احتمالا میلیارد‌ها سال طول کشیده‌اند.

یکی از جدیدترین تجربه‌های کهکشان ما که هنوز ادامه دارد، ادغام آن با کهکشان کوتوله کمان (Sgr dSph) بوده که به باور کیهان‌شناسان در حدود ۶ میلیارد سال پیش رخ داده است.

دانشمندان می‌گویند که این کهکشان کوتوله به درون راه شیری سقوط کرده است. پیش از آن، پرجرم‌ترین ادغام شناخته‌شده‌ای که راه شیری تجربه کرده بود، ادغام آن با کهکشان کوتوله گایا-سوسج-انسلادوس (GSE) بود که حدود ۱۰ میلیارد سال پیش به پایان رسیده است.

به نظر می‌رسد بلعیدن کهکشان گایا-سوسج-انسلادوس توسط راه شیری، تاثیر چشمگیری بر ساختار قرص ستاره‌ای کهکشان ما گذاشته است. پیش از این مشاهدات و شبیه‌سازی‌ها نشان داده بودند که پیش از این دو ادغام بزرگ، یک ادغام بزرگ دیگر نیز رخ داده است.

به باور دانشمندان، چند رویداد برافزایشی دیگر نیز میان این دو ادغام مهم، یعنی بین ۶ تا ۱۰ میلیارد سال پیش، رخ داده‌اند که همگی شامل کهکشان‌های کوتوله کوچک‌تر بوده‌اند.

با وجود این، بازسازی آنچه که در نخستین مراحل زندگی کهکشان راه شیری در زمان‌های دورتر از این یعنی در بیش از ۱۰ میلیارد سال پیش، رخ داده به مراتب دشوارتر است و هرچه در زمان به عقب‌تر می‌رویم، به زمانی می‌رسیم که جرم کهکشان ما کمتر بوده است.

آن چه که مسلم است این است که در میلیارد‌ها سال پیش، کهکشان ما به شکل کنونی‌اش نبوده و بخشی از اندازه کنونی خود را با بلعیدن کهکشان‌های کوچک‌تر به دست آورده است.

تلسکوپ فضایی هابل ناسا اینک از شواهدی قطعی مبنی بر ادغام یک کهکشان کوتوله با راه شیری جوان در نخستین مراحل تکامل آن پرده برداشته‌است. یافته‌هایی که اکنون در مجله "نیچر آسترونومی" منتشر شده دانش ما از تاریخ کهکشان‌مان را نسبت به گذشته، ۱.۸ میلیارد سال بیشتر به عقب می‌برد.

محققان می‌گویند راه شیری در جریان رشد خود تا مرحله کنونی، هم با تشکیل ستارگان جدید از ابر‌های گازی خود رشد کرده و هم از طریق ادغام با کهکشان‌های دیگر، ستاره‌ها، گاز و ماده تاریک را از آنها گردآوری کرده است.

اکنون تلسکوپ فضایی هابل، شواهد قطعی از یک ادغام قدیمی‌تر کشف کرده که به باور دانشمندان در حدود ۱۱.۸ میلیارد سال پیش، یعنی به عبارتی تنها ۲ میلیارد سال پس از مه‌بانگ و پیدایش گیتی رخ داده است.

دانشمندان رصدخانه اخترفیزیک و علوم فضایی بولونیا در ایتالیا می‌گویند اکنون می‌توانیم حدس بزنیم که نخستین مجموعه مهم از آجر‌های شکل‌دهنده کهکشان ما از کجا آمده است. پاسخ در یک کهکشان کوتوله است که آن را Low-energy-Kraken-Heracles یا به اختصار LKH می‌نامیم.

جستجویی شبیه به باستان‌شناسی در اعماق کهکشان

بررسی‌های نجومی و داده‌های بسیار دقیق ماموریت آژانس فضایی اروپا (گایا) قطعات پازل تاریخ کهکشان ما را با دقت زیاد کنار هم قرار‌داده‌اند. 

دانشمندان می‌گویند زمانی که کهکشان ما در دوران جوانی خود به سر می‌برد، کوچک‌تر بود و از نظر اندازه بیشتر به همان کهکشان‌هایی شبیه بود که با آنها برخورد می‌کرد. در عین حال، محیط چنین ادغام‌هایی نیز آشفته‌تر بود و این احتمال وجود دارد که نشانه‌های ادغام بین کهکشان‌ها طی میلیارد‌ها سال محو شده باشند.

 اکنون کیهان‌شناسان به کمک وضوح بالا و عمق تصویربرداری تلسکوپ فضایی هابل، توانسته‌اند سن و میزان فلز خوشه‌های رصد شده را با دقتی بی‌سابقه اندازه‌گیری کنند. ترکیب این داده‌ها با رصد‌های گایا، امکان تشخیص جمعیتی از خوشه‌های کروی را برای دانشمندان فراهم کرد که با بقیه تفاوت دارند. محققان می‌گویند این خوشه‌های متفاوت همان خوشه‌هایی هستند که در LKH متولد شده‌اند و به ما می‌گویند چه زمانی آن کهکشان، توسط کهکشان ما بلعیده شد و جرم آن چقدر بوده است.

پژوهشگران در این بررسی، مشاهدات هابل از ۳۹ خوشه کروی را در بخش درونی ۲۰ هزار سال نوری کهکشان ما تحلیل کردند. به گفته آنها این همان ناحیه‌ای از کهکشان است که که انتظار می‌رود شواهد قدیمی‌ترین ادغام‌ها در آن حفظ شده باشد. محققان انتظار داشتند این نمونه، هم شامل خوشه‌های کروی شکل‌گرفته در راه شیری جوان باشد و هم خوشه‌هایی که در حدود ۱۰ میلیارد سال پیش از کهکشان کوتوله گایا-سوسج-انسلادوس به راه شیری افزوده شده‌اند.

دانشمندان در بررسی‌های خود به این نتیجه رسیدند که این خوشه‌ها از یک ادغام مستقل و حتی قدیمی‌تر ناشی شده‌اند. ادغامی که طی آن، راه شیری، یک کهکشان کوتوله را جذب کرد که جرم ستاره‌ای آن تقریبا ۵۰۰ میلیون برابر جرم خورشید ما بود و در آن زمان بخش قابل توجهی از جرم کهکشان ما را تشکیل می‌داد.

محققان اکنون قصد دارند با مطالعه خوشه‌های کروی راه شیری، پژوهش خود را برای آشکار کردن تاریخ کهکشان ادامه دهند. هدف آنها فهرست کردن همه ادغام‌های عظیمی است که کهکشان ما در سراسر تاریخ کیهانی خود تجربه کرده است.

رشد و تکامل کهکشان ما همچنان ادامه خواهد داشت

آنچه که کهکشان راه شیری در تاریخ تکامل خود تجربه کرده طبیعتا پایان راه نیست. دانشمندان می‌گویند کهکشان ما هنوز راهی طولانی در پیش دارد و از جمله، در حدود چهار و نیم میلیارد سال دیگر با کهکشان همسایه‌مان آندرومدا نیز ادغام خواهد شد.

به گفته آنها در نتیجه این ادغام، یک کهکشان بیضوی غول‌پیکر جدید به نام میلکومدا (Milkomeda) شکل خواهد گرفت.

به گفته محققان، این رویداد یک برخورد کهکشانی عظیم خواهد بود که البته در جریان آن، ستاره‌ها به ندرت با هم برخورد خواهند کرد، اما سیاه‌چاله‌های مرکزی این دو کهکشان با هم یکی شده و ساختار هر دو کهکشان به کلی تغییر می‌یابد و بازو‌های مارپیچی آنها از بین می‌رود.

اگرچه در آن زمان، منظومه شمسی احتمالا از برخورد مستقیم ستاره‌ها در امان می‌ماند، اما ادغام دو کهکشان، تغییرات گرانشی و تغییر موقعیت خورشید و زمین را در پی خواهد داشت.