چرا کهکشان‌های کمتری در این منطقه دور از فضا وجود دارند؟

کهکشان‌ها به طور مساوی در سراسر جهان توزیع نمی‌شوند. اما حتی این منطقه بزرگ از فضا دارای کهکشانهای کمتری نسبت به انتظارات ستاره‌شناسان است.

شبیه‌سازی کامپیوتری توزیع ماده در جهان. مناطق نارنجی کهکشانها هستند، در حالی که ساختارهای آبی، گاز و ماده تاریک هستند. ستاره‌شناسان دریافته‌اند که یک منطقه بزرگ از فضا حاوی کهکشان‌های کمتری نسبت به گذشته می‌باشد. تصویر از TNG Collaboration.

همانطور که یک کهکشان معمولی حاوی میلیاردها ستاره است، در کل جهان نیز میلیاردها کهکشان وجود دارد. با این حال، این کهکشان‌ها به طور مساوی توزیع نمی‌شوند. ستاره‌شناسان یک منطقه بزرگ فضا را کشف کرده‌اند که دارای کهکشان‌های بسیار کمتر از حد انتظار می‌باشد. همانطور که در یک مقاله جدید که در مجله Astrophysical در تاریخ 14 اوت 2018 منتشر شده، محققان می‌توانند از این اطلاعات استفاده کنند تا بهتر بتوانند چگونگی تشکیل جهان اولیه و اولین کهکشان‌ها را درک کنند.

در جهان ابتدایی، حدود 12 میلیارد سال پیش، گازی که سمت خالی دیگر فضا را تشکیل می‌داد، به طور متوسط، مات‌تر از حال حاضر بود. با وجود این، برخی تغییرات از محلی به محل دیگر وجود داشت. ستاره‌شناسان مطمئن نیستند چرا، اما اکنون فکر می‌کنند که به علت این امر نزدیک می‌شوند.

تصویری از تلسکوپ فضایی هابل ناسا / ESA که برخی از کهکشانهای کوچک و قدیمی را در جهان نشان می‌دهد. یافته‌های جدید به ستاره‌شناسان کمک می کند تا بهتر متوجه شوند که اولین کهکشان‌ها چگونه تشکیل شده‌اند. تصویر از NASA/ESA/HST Frontier Fields Team/STScI.

ستاره‌شناسان از دانشگاه کالیفرنیا با استفاده از تلسکوپ سوبارو بزرگ  Mauna Kea در هاوایی برای مشاهدات دقیق از یک منطقه بزرگ از فضا – 500 میلیون سال نوری – که در آن وضعیت گاز درون کهکشانی بسیار مبهم است، پرداختند. هدف این بود که کهکشان‌هایی با ستاره‌های بسیار جوان جستجو کنند. اما تعداد کهکشان‌ها در این منطقه کمتر از حد انتظار بود که  به این معنی است که نور ستاره‌ها نمی‌تواند از طریق گاز به همان اندازه که قبلا تصور می‌شد، نفوذ کند. همچنین تحقیقات نشان می‌دهد که نور کمی از این کهکشان‌ها ایجاد شده است و گاز شفافتری تشکیل شده است، بنابراین نور نمی‌تواند تا آنجا که اخترشناسان فکر می‌کنند، سفر کند. اما اگر آنها کهکشان‌های بیشتر از حد انتظار را پیدا کنند، این نشان می‌دهد که منطقه بیش از چند صد میلیون سال است که سردترشده است. همانطور که استیون فورلانتو، استاد نجوم UCLA و یکی از نویسندگان مقاله جدید، اشاره کرد:

این یک مورد نادر در نجوم بود که در آن دو مدل رقیب که هر کدام به روش خود قانع‌کننده بودند، دقیقا پیش‌بینی‌های مخالف ارائه دادند و ما خوش شانس بودیم که این پیش‌بینی‌ها قابل آزمون بود.

تصویر رادیویی / نوری ترکیبی که جریان مغناطیسی گاز را در کهکشان راه شیری (قسمت پایین تصویر) نشان می‌دهد. در جهان اولیه، جریان گاز به طور متوسط ​​مات و مبهم بود. تصویر از Nidever, et al., NRAO/AUI/NSF/Meilinger/Leiden-Argentine-Bonn Survey/Parkes Observatory/Westerbork Observatory/Arecibo Observatory

چیزی که جالب توجه است این است که به نظر می‌رسد که عدم وجود کهکشان‌ها در این منطقه این است که این قدر مات نشان می‌دهد، در عوض همین کدورت خود دلیلی این است که چرا اخترشناسان کهکشان‌های کمتری را می‌بینند. همانطور که فورلانتو گفت:

مسئله این نیست که کدورت منجر به عدم وجود کهکشان‌ها می‌شود. در عوض، این راه دیگری است.

اما چطور؟ اخترشناسان فکر می‌کنند که از آنجا که گاز در اعماق فضا از طریق نور ماوراء بنفش کهکشان‌ها آنها را قابل رویت می‌کند، داشتن کهکشان‌های نزدیک‌تر آن را مات‌تر می‌کند. آنها همچنین نشان می‌دهند که در طول میلیاردها سال یا بیشتر پس از انفجار بزرگ، گاز بین کهکشان‌ها از طریق نور ماوراء بنفش اولین کهکشان‌ها قابل رویت بود. این فرایند پیش از این نیز در مناطقی با کهکشان‌های بیشتر رخ داده است.

لازم به ذکر است که حتی در مناطقی از جهان که کهکشان‌های کمتری نسبت به دیگر جاها دارند، هنوز هم واقعا وجود دارند. مثال خوبی در این پست اخیر در EarthSky است، یک منطقه در اطراف قطب شمال کهکشانی را نشان می‌دهد. هر نقطه کوچکی که می بینید یک کهکشان مجزا است. هر یک از نقاط نشان‌دهنده “گرمایی” است که از دانه‌های گرد و غبار بین ستارگان هر کهکشان بدست می‌آید، طبق نظر ESA. برای رسیدن این تابش به زمین، میلیاردها سال طول کشید.

منطقه فضای اطراف قطب شمال کهکشان. هر نقطه نور یک کهکشان مجزا را نشان می‌‌دهد. تصویر از ESA/Herschel/SPIRE; M. W. L. Smith et al. 2017.

خلاصه: ستاره‌شناسان دریافته‌اند که یک منطقه بزرگ جهان دارای کهکشان‌های کمتری از حد انتظار است. این امر می‌تواند به آنها در درک بهتر شرایط کهکشانها کمک کند.

منبع: http://earthsky.org/space/astronomers-find-large-region-of-space-fewer-galaxies-than-expected