برخورد عظیمی که موجب تغییر کهکشان راه شیری شد

گروهی از ستاره‌شناسان برخوردی کهن بین کهکشان راه‌شیری و جرم آسمانی کوچک‌تری با نام کهکشان سوسیس (Sausage) را کشف کرده‌اند. این تصادف کیهانی در اوایل تاریخچه‌ی کهکشان راه‌شیری اتفاق افتاد و هم ساختار درونی و هم ساختار نورانی این کهکشان را تغییر داد. حدود ۸ تا ۱۰ میلیارد سال پیش یک کهکشان کوتوله‌ی ناشناخته با کهکشان ما برخورد داشت. طی این برخورد کهکشان کوچک سریعا از هم پاشیده شد و همه‌ی بقایای آن اکنون در اطراف ما هستند.

واسیلی بلوکوروف از دانشگاه کمبریج گفت:

این برخورد موجب تکه‌تکه شدن کهکشان کوتوله شد و پس از آن ستاره‌هایش در مدارهایی طویل و بسیار نازک و شعاعی به گردش در آمدند. مسیرهای این ستاره‌ها، آن‌ها را بسیار نزدیک به مرکز کهکشان ما نگه می‌دارد. این نشانه‌ای است که کهکشان کوتوله وارد یک مدار غیر عادی شده است و سرنوشت نامعلومی دارد.

مقاله‌های مرتبط:

• کهکشان راه‌شیری همچنان بزرگ می‌شود
• روش اندازه‌گیری وزن کهکشان، بویژه کهکشان میزبان

در مقالات جدید منتشر شده در یادداشت‌های ماهیانه‌ی Royal Astronomical Society نکات برجسته‌ی این رویداد فوق‌العاده تشریح شده است.

فضاپیمای گایا محتویات ستاره‌ای کهکشان ما را مکان‌یابی می‌کند و سفرهای ستاره‌ها را در کهکشان ثبت می‌کند. به یمن وجود گایا اکنون ستاره‌شناسان از موقعیت و مسیرهای همسایگان آسمانی ما نیز با دقت زیادی خبر دارند. وین ایوانزاز کمبریج توضیح می‌دهد:

نحوه‌ی مسیر این ستارگان حاصل از ادغام کهکشان‌ها موجب شد که به آن‌ها سوسیس گایا گفته شود. ما سرعت‌ حرکت آن‌ها را ترسیم کردیم و سریعا حالت سوسیس به ذهنمان آمد. وقتی کهکشان کوچکتر از هم فروپاشیده شد، ستاره‌های آن در مدارهای بسیار شعاعی پرتاب شدند. این ستاره‌های سوسیسی همان چیزی هستند که از آخرین ادغام بزرگ کهکشان راه شیری بر جای مانده‌اند.

اگر به نحوه‌ی توزیع سرعت ستارگان در کهکشان راه شیری توجه می‌کنید، ستاره‌های کهکشان سوسیس دارای ویژگی سوسیس مانندی هستند. این شکل منحصر به فرد، ناشی از حرکت‌های شعاعی قوی این ستاره‌ها است.

برخوردهای کهکشان راه‌شیری با کهکشان‌های دیگر همچنان ادامه داشته‌است؛ مثلا برخورد با کهکشان کوتوله‌ی ساگیتاریوس. اگرچه کهکشان سوسیس بسیار بزرگ‌تر بود. مجموع جرم آن از نظر گاز، ستاره‌ها و ماده‌ی تاریک بیش از ۱۰ میلیارد برابر توده‌ی خورشید بوده است. زمانی که کهکشان سوسیس به کهکشان راه‌شیری که آن موقع جوان بود برخورد کرد، خردشدگی‌های زیادی به دنبال داشت. طی این برخورد احتمالا دیسک کهکشان راه‌شیری دچار تابیدگی و شکستگی‌هایی شد و نیاز به رشد دوباره داشت. بقایای کهکشان سوسیس درون بخش‌های داخلی کهکشان راه‌شیری پراکنده شدند و موجب برآمدگی مرکز کهکشان و ایجاد هاله‌ی پر ستاره و نورانی اطراف کهکشان شدند.دنیس ارکال گفت:

شبیه‌سازی‌های عددی از ادغام کهکشان‌ها هم نشان دهنده‌ی این ویژگی‌ها است.

در شبیه‌سازی‌های انجام‌شده توسط ارکال و همکارانش ستاره‌های کهکشان سوسیس وارد مدارهای کشیده شده به سمت بیرون شدند. این مدارها با رشد دیسک کهکشان راه شیری پس از برخورد، طویل‌تر هم می‌شوند.

ترسیمی از برخورد بین کهکشان راه‌شیری و کهکشان کوچک‌تر سوسیس که در حدود ۸ تا ۱۰ میلیارد سال پیش اتفاق افتاد. اثرات این برخورد باستانی هنوز در سرعت و شیمی ستاره‌ها حفظ شده است

آلیس دیسون از دانشگاه دورهام می‌گوید:

شواهد این بازسازی کهکشانی در مسیرهای ستارگان به ارث رسیده از کهکشان کوتوله، قابل مشاهده‌است. این ستاره‌ها همه تقریبا در یک فاصله از مرکز کهکشان، در حال گردش‌اند.

این چرخش‌های U شکل موجب می‌شود چگالی هاله ستاره‌ای کهکشان در جایی که ستاره‌ها ناگهان جهت خود را تغییر می‌دهند، کم شود. این کشف به‌ویژه برای دنیس دلپذیر بود زیرا او پنج سال پیش همین نوع چرخش را در برخورد کهکشان‌ها پیش‌بینی کرده بود. در این مطالعه‌ی جدید توضیح داده می‌شود که ستاره‌ها چگونه در چنین مدارهای باریکی می‌افتند. در مطالعه‌ی جدید حداقل هشت مجموعه کروی بزرگ به نامخوشه‌های ستاره‌ای کروی نیز شناسایی شده‌اند که توسط کهکشان سوسیس به کهکشان راه‌شیری آورده شده‌اند. کهکشان‌های کوچک معمولا خودشان خوشه‌های ستاره‌ای کروی ندارند؛ بنابراین کهکشان سوسیس احتمالا به‌اندازه‌ای بزرگ بوده‌است که میزبان خوشه‌های ستاره‌ای کروی بوده باشد. سرگئی کوپوزوف که جزئیات ستاره‌های کهکشان سوسیس و خوشه‌های کروی را مورد مطالعه قرار داده است، گفت:

اجرام کوتوله زیادی طی زندگی کهکشان راه شیری درون آن افتاده‌اند ولی کهکشان سوسیس از همه بزرگ‌تر بوده است.