داده‌های بدست آمده از  آرسیبو  هنوز هم به درک بهتر شکل‌گیری کیهانی کمک می‌کند!!

رصدخانه آرسیبو به مدت 57 سال به عنوان منبعی در سطح جهانی برای تحقیقات نجوم رادیویی خدمت کرد. اعتبار: UCF

داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ رادیویی آرسیبو قبل از فروپاشی آن در اواخر سال گذشته به اخترشناسان کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه شکل‌گیری همسایگی محلی ما از کهکشان‌ها داشته باشند.

آرسیبو بزرگ‌ترین تلسکوپ رادیویی تک صفحه‌ای جهان بود تا اینکه در سال 2016 تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصد متری چین (FAST) بر آن پیشی گرفت. در پایان سال 2020، سکوی گیرنده 900 تنی آسیبو  به طور ناگهانی بر روی بشقاب زیرین سقوط و تلسکوپ را نابود کرد.

تیمی از ستاره‌شناسان دانشگاه استرالیای غربی و مرکز بین‌المللی تحقیقات نجوم رادیویی (ICRAR) از مشاهدات آرسیبو از کهکشان‌های نزدیک برای آزمایش “رابطه سقوط” استفاده کرده‌اند.

این رابطه اولین بار توسط اس. میچیل فال در سال 1983 ارائه شد، رابطه سقوط نشان می‌دهد که جرم ستارگان متعلق به یک کهکشان و چرخش آن به طور مستقیم با یکدیگر مرتبط است و نحوه رشد و تکامل یک کهکشان را دیکته می‌کند.

این مطالعه جدید که توسط شورای تحقیقات استرالیا تأمین مالی شده‌، این رابطه را با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده از 564 کهکشان با اشکال و سن‌های مختلف آزمایش می‌کند و آن را به بزرگترین نمونه نماینده در نوع خود تبدیل می‌کند.

جنیفر هاردویک نویسنده اصلی و کاندیدای دکتری گفت این مطالعه به محققان کمک می‌کند تا درک بهتری از چگونگی تکامل و شکل‌گیری طیف وسیعی از کهکشان‌ها از جمله کهکشان ما، کهکشان راه شیری داشته باشند.

هاردویک گفت: «اگرچه رابطه سقوط برای اولین بار تقریباً 40 سال پیش پیشنهاد شد، اما تحقیقات قبلی برای اصلاح خواص آن نمونه‌های کوچکی داشت و در انواع کهکشان‌های مورد استفاده محدود بود.

این کار درک کنونی اخترشناسان از چگونگی تغییر کهکشان‌ها در طول عمر خود را به چالش می‌کشد و محدودیتی برای محققان آینده برای توسعه بیشتر این نظریه‌ها ایجاد می‌کند.

تحقیقات قبلی در مورد این رابطه توسط نوع و تعداد کهکشان‌های شناخته شده با داده‌های دقیق حل شده محدود شده است که محققان از آنها برای اندازه‌گیری چرخش کهکشان‌ها توسط اثر داپلر استفاده می‌کنند.

این مطالعه نشان می‌دهد که رابطه بین جرم ستارگان و چرخش یک کهکشان آن چیزی نیست که ما ابتدا فکر می‌کردیم، و انواع کهکشان‌ها رابطه متفاوتی بین این دو ویژگی نشان می‌دهند.

از آنجایی که کهکشان‌ها طی بیلیونها سال تکامل می‌یابند، ما باید با عکس‌های فوری از تکامل آن‌ها – که از مراحل مختلف زندگی آن‌ها گرفته شده‌اند – کار کنیم و سعی کنیم سفر آن‌ها را کنار هم بگذاریم.»

نمونه‌ای از نوع کهکشان مورد استفاده در این مطالعه کهکشان آندرومدا یا M31 است که در این تصویر که توسط تلسکوپ فضایی کاوشگر تکامل کهکشان ناسا (GALEX) گرفته شده است، نشان داده شده است. در فاصله تقریبی 2.5 میلیون سال نوری از ما و 260000 سال نوری وسعت، آندرومدا چنان درخشان و نزدیک به ما است که یکی از ده کهکشانی است که می‌توان از زمین با چشم غیر مسلح مشاهده کرد. اعتبار: NASA/JPL-Caltech.

این فرآیند اخترشناسان را با سوالات بی‌پاسخ زیادی در مورد چرخه حیات یک کهکشان روبرو کرده است.

او گفت: «در حال حاضر با ایجاد درک بهتری از ویژگی‌های کهکشان‌ها، می‌توانیم این ویژگی‌ها را در شبیه‌سازی‌های خود بگنجانیم تا به صورت معکوس کار کنند.»

دانشیار لوکا کورتز، ناظر و نویسنده همکار خانم هاردویک، گفت که این مطالعه اهمیت بازنگری در تحقیقات را با پیشرفت فناوری نشان می‌دهد.

او گفت: “این جنبه از توسعه فناوری را ایجاد می کند که منجر به اکتشافات جدیدی می‌شود که به پیشرفت‌های بیشتر منجر می شود.” با این حال، قبل از رسیدن به اکتشافات جدید، بازنگری دانش قبلی برای اطمینان از درستی پایه‌های ما ضروری است.

از زمان شروع دوره کاوش نجوم برون‌کهکشانی، واضح بود که تکانه زاویه‌ای یک ویژگی کلیدی برای درک چگونگی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها است. با این حال، به دلیل دشواری اندازه‌گیری تکانه زاویه‌ای، محدودیت‌های رصدی مستقیم برای نظریه ما وجود ندارد.

برخی از 564 کهکشان مشاهده شده توسط تلسکوپ آرسیبو برای اصلاح رابطه سقوط – رابطه بین جرم ستارگان در یک کهکشان و چرخش کهکشان مورد استفاده قرار گرفت. اعتبار: جنیفر هاردویک، ICRAR-UWA / GALEX Arecibo SDSS Survey (GASS) / DESI Legacy Imaging Survey. Jennifer Hardwick, ICRAR-UWA / GALEX Arecibo SDSS Survey (GASS) / DESI Legacy Imaging Survey.

این کار مرجع مهمی برای مطالعات آینده است و یکی از بهترین اندازه‌گیری‌ها را از ارتباط بین تکانه زاویه‌ای و دیگر ویژگی‌های کهکشان در کیهان محلی ارائه می‌کند.

این تحقیق همچنین اهمیت تلسکوپ رادیویی آرسیبو را در نجوم در 58 سال گذشته، حتی پس از بازنشستگی اجباری آن در سال 2020، برجسته می‌کند.

پروفسور کورتز گفت: علیرغم اینکه سال گذشته تلسکوپ رادیویی آرسیبو به طور ناگهانی سقوط کرد، مشاهدات محتوای هیدروژن اتمی در کهکشان‌ها که با این تاسیسات انجام شد، هنوز عمیق‌ترین سرشماری محتوای گاز در کهکشان‌ها را ارائه می‌کند.

نموداری که حرکت زاویه‌ای خاص کهکشان‌های همسایه را در مقابل جرم ستاره‌ای آن‌ها نشان می‌دهد – پارامترهای فیزیکی کلیدی که بر شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها حکومت می‌کنند. اعتبار: جنیفر هاردویک، ICRAR-UWA

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Arecibo data still yielding galactic insights

by International Centre for Radio Astronomy Research DECEMBER 1, 2021

https://phys.org/news/2021-12-arecibo-yielding-galactic-insights.html