چرا بسیاری از کهکشانهای مرده در این خوشه کهکشانی وجود دارد؟
اخترشناسان یک خوشه کهکشانی را در کیهان اولیه برخلاف دیگر خوشههای دوران خود یافته اند. این خوشه تازه متولد شده که MAGAZ3NE J095924+022537 نام دارد دارای ستارههای پیر، قرمز و مرده است.
در سمت چپ، این مفهوم هنری یک خوشه کهکشانی جوان در جهان اولیه را نشان میدهد. رنگ آبی نشان دهنده تشکیل ستارههای قوی است. در سمت راست خوشه کهکشان کما واقع شده است. رنگ قرمز آن نشاندهنده تعداد کمی از ستارههای داغ، جوان، پرجرم و آبی است، بنابراین میدانیم که تشکیل ستاره تا حد زیادی متوقف شده است. خوشه کما نسبتاً نزدیک و قدیمی است. اما اخترشناسان میگویند که یک خوشه کهکشانی جوان را در جهان اولیه پیدا کردهاند که قرمز رنگ بوده و بنابراین، فاقد قدرت تشکیل ستاره جدید است. چرا؟
تصویر از UC Riverside/ Spiderweb: M. Kornmesser/ ESO; Coma: Russ Carroll/ Robert Gendler/ Bob Franke/ Dan Zowada Memorial Observatory.
یک خوشه کهکشانی غیرمعمول
ستارهها در طیف رنگی از آبی تا قرمز شکل میگیرند. پرجرمترین ستارگان به رنگ آبی و بسیار داغ هستند، اما این ستارهها زیاد عمر نمیکنند. آنها تنها چند صد میلیون سال عمر میکنند (برخلاف بیلیونها سال عمر ستارههایی مانند خورشید ما). بنابراین وقتی ستارهشناسان به فضا نگاه میکنند و تعداد زیادی ستاره آبی داغ، جوان و پرجرم را میبینند، میدانند که مکانی را میبینند که ستارگان به طور فعال در آن شکل میگیرند.
شما میتوانید انتظار شکلگیری ستارههای فعال را در جهان اولیه داشته باشید، زمانی که همه چیز تازه شروع شده بود و در واقع، وقتی اخترشناسان به فضا (و در نتیجه در زمان بسیار دور) نگاه می کنند، مناطق فعال و آبی ستارهزایی را میبینند. اما یک پیشخوشه تازه، یا خوشه کهکشانی تازه متولد شده، این روند را کاهش میدهد. به نظر میرسد که این نوع خوشهها در جهان اولیه وجود داشته باشد. اما پیر، قرمز و مرده به نظر میرسد. تیمی از ستارهشناسان دانشگاه کالیفرنیا ریورساید این یافتههای غیرعادی را در 9 فوریه 2022 اعلام کردند.
دانشمندان نام این خوشه کهکشانی واگرا را MAGAZ3NE J095924+022537 گذاشتهاند. این نام سنگین به این دلیل است که با کهکشانهای باستانی پرجرم در Z > 3 بررسی فروسرخ نزدیک یا بررسی MAGAZ3NE پیدا شد. ایان مک کوناچی از UC Riverside نویسنده اصلی است. او گفت:
در کیهان اولیه، تمام پیشخوشههایی که تاکنون کشف شدهاند، مملو از کهکشانهای ستارهساز هستند. اما بهطور باورنکردنی، برخلاف تمام پیشخوشههای دیگری که در این دوران پیدا شدهاند، به نظر میرسد که بسیاری از کهکشانها در MAGAZ3NE J0959 از قبل تشکیل ستارهها را متوقف کردهاند.
خوشه قدیمی در جهان جوان
خوشه کهکشانی MAGAZ3NE J0959 دارای حداقل 38 کهکشان عضو است و حدود 11.8 بیلیون سال نوری از زمین فاصله دارد. با پیر شدن جهان، خوشههای کهکشانی از جهان جوان بزرگتر میشوند و صدها یا هزاران کهکشان تحت گرانش خود گرد هم میآیند. این خوشههای کهکشانی پرجرم در طول زمان از خوشههای جوان، آبی و ستارهساز به خوشههای قدیمی، قرمز و مرده تکامل مییابند. بنابراین، کشف جدید بیشتر شبیه خوشههای امروزی میباشد (تا نمونههای هم عصر خود در کیهان اولیه).
نویسنده گیلیان ویلسون از دانشگاه کالیفرنیا ریورساید گفت:
ما این پیش خوشه را به مانند زمانی میبینیم که جهان کمتر از 2 بیلیون سال سن داشت. گویی خوشهای مانند کما، نزدیکترین خوشه غنی کهکشانها به زمین را گرفتهاید و آن را به جهان اولیه پرتاب کردهاید.
نگاهی دقیقتر به خوشه کهکشانی
در هسته این خوشه کهکشانی غیرمعمول یک ابرکهکشان پرجرم قرار دارد که تاکنون بیش از 200 بیلیون خورشید را تشکیل داده است. بنجامین فارست، که سابقاً از دانشگاه کالیفرنیا ریورساید بود و اکنون در دانشگاه کالیفرنیا دیویس میباشد و نویسنده مقاله میباشد، گفت:
این که چرا این ابرکهکشان پرجرم و بسیاری از همسایگان آن بیشتر ستارههای خود را تشکیل دادند و سپس در زمانی که جهان هنوز بسیار جوان بود غیرفعال شدند، برخلاف دیگر پیش خوشههای شناخته شده در همان زمان، یک راز بزرگ است. اینکه چرا کهکشانهای آن تا این حد متفاوت با کهکشانهای دیگر پیشخوشههای شناختهشده و بسیار شبیه به کهکشانهای موجود در کما هستند، یک راز کامل است.
بررسی MAGAZ3NE یک بررسی زمینی بود، اما اخترشناسان برای آنلاین شدن تلسکوپ فضایی جیمز وب و گشودن پنجرههای جدیدی به روی کیهان اولیه هیجانزده هستند. فارست گفت:
اگر چنین پیشخوشههایی به تعداد زیاد یافت شوند، به این معنی است که الگوی کنونی تشکیل پروتوکلاستر نیازمند بازنگری اساسی است. سناریوی جدیدی از پروتوکلاسترهای موجود در حالتهای گوناگون در جهان اولیه باید اتخاذ شود. با خاموش شدن بسیاری از کهکشانهای عضو در دو بیلیون سال اول، تقریباً به طور قطع چالشهای مهمی برای مدلهای فعلی شبیهسازی کهکشانها ایجاد میکند.
مراحل بعدی
دانشمندان گفتند که هنوز می خواهند بدانند که این ابرکهکشانهای پرجرم تحت چه شرایطی و در چه محیطی تشکیل می شوند. سپس، آنها گفتند، در بررسی MAGAZ3NE، همسایگی همه ابرکهکشانهای پرجرم دیگر را مطالعه خواهند کرد، به این امید که رازهای پنهان در آنجا را باز کنند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Why so many dead galaxies in this galaxy cluster?
Posted by Kelly Kizer Whitt February 21, 2022
https://earthsky.org/space/galaxy-cluster-early-universe-old-red-dead/