آلما شاهد کشمکش مرگبار ستاره‌ای بین کهکشان‌های در حال ادغام است!!

SDSS J1448+1010 یک کهکشان پرجرم تازه خفته است که زمانی متولد شد که کیهان تقریباً در نیمی از سن فعلی خود بود و در حال نزدیک شدن به تکمیل ادغام با کهکشانی دیگر است. در طول این ادغام، نیروی گرانش تقریباً نیمی از گاز ستاره‌ساز منظومه را از کهکشان دور کرد و باعث شد که آن قادر به تشکیل ستاره‌های جدید نباشد. این تصویر ترکیبی داده‌های آبی/سفید تلسکوپ فضایی هابل (HST) و داده‌های قرمز/نارنجی آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) را ترکیب می‌کند تا توزیع گاز و ستارگان پس از ادغام را از کهکشانی که اکنون خفته است را نشان دهد. جریانهای مواد به نام دم جزر و مدی شناخته می‌شوند.

 اعتبار: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)، J. Spilker و همکاران (Texas A&M)، S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

دانشمندان در حین رصد یک کهکشان تازه خفته با استفاده از آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) و تلسکوپ فضایی هابل (HST)، متوجه شدند که شکل‌گیری ستاره‌ها را متوقف کرده است، نه به این دلیل که تمام گاز خود را مصرف کرده است، بلکه بیشتر گاز خود را مصرف کرده است. سوخت ستاره‌ساز به هنگام ادغام با کهکشان دیگر از منظومه به بیرون پرتاب شده بود. نتیجه برای دانشمندان آلما برای اولین بار است. علاوه بر این، اگر نتایج مشترک ثابت شود، می‌تواند طرز فکر دانشمندان را در مورد ادغام و مرگ کهکشانها تغییر دهد. نتایج این تحقیق در The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

هنگامی که کهکشانها در جهان حرکت می‌کنند، گاهی اوقات با کهکشانهای دیگر روبرو می‌شوند. همانطور که آنها برهم‌کنش می‌کنند، گرانش هر کهکشان روی دیگری می‌کشد. کشش گرانشی متعاقب آن گاز و ستاره ها را از کهکشان‌ها دور می‌کند و جریانهایی از مواد به نام دم جزر و مدی را پشت سر می گذارد.

و این دقیقاً همان چیزی است که دانشمندان معتقدند برای SDSS J1448+1010 اما با یک پیچش طرح اتفاق افتاده است. این کهکشان پرجرم که در زمانی متولد شد که کیهان تقریباً نیمی از سن کنونی خود را داشت، تقریباً ادغام با کهکشانی دیگر را تکمیل کرده است. در طول رصد با HST و ALMA – یک همکاری بین‌المللی که در آن رصدخانه ملی نجوم رادیویی بنیاد ملی علوم ایالات متحده (NRAO) شریک است – دانشمندان دم‌های جزر و مدی را کشف کردند که تقریباً نیمی از گاز سرد و ستاره‌ساز کل منظومه را در بر می‌گرفت. کشف مواد به زور دور ریخته شده – برابر با 10 بیلیون برابر جرم خورشید زمین – نشانه ای از این بود که ادغام ممکن است مسئول خنثی کردن شکل‌گیری ستاره باشد و این چیزی است که دانشمندان انتظارش را نداشتند.

جاستین اسپیلکر می‌گوید: “چیزی که در ابتدا این کهکشان پرجرم را جالب کرد این بود که، بنا به دلایلی، در حدود 70 میلیون سال پیش، بلافاصله پس از انفجار فعالیت ستاره‌زایی، به طور ناگهانی تشکیل ستاره متوقف شد. اکثر کهکشان‌ها خوشحال هستند که به شکل‌گیری ستاره‌ها ادامه می‌دهند.” یک ستاره‌شناس در دانشگاه A&M تگزاس و نویسنده اصلی مقاله. مشاهدات ما با ALMA و هابل ثابت کرد که دلیل واقعی توقف کهکشان از تشکیل ستاره این است که فرآیند ادغام تقریباً نیمی از سوخت گاز تشکیل ستاره را به فضای بین کهکشانی پرتاب کرد. بدون سوخت، کهکشان نمی‌توانست به شکل‌گیری ستاره ادامه دهد.»

دانشمندان با رصد کهکشان تازه خفته SDSS J1448+1010 دریافتند که بیشتر سوخت ستاره‌زایی آن هنگام ادغام با کهکشان دیگری از منظومه پرتاب شده است. این گاز ستاره‌های جدیدی را برای کهکشان تشکیل نمی‌دهد، اما در ساختارهای جدیدی به نام دم جزر و مدی در نزدیکی آن باقی می‌ماند. تصویر هنری جریان گاز و ستارگانی را نشان می‌دهد که در طول ادغام کهکشان پرجرم از آن پرتاب شده‌اند. اعتبار: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)، S.Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

این کشف، فرآیندهای زندگی یا مرگ کهکشانها را روشن می‌کند و به دانشمندان کمک می‌کند تا تکامل خود را بهتر درک کنند.

هنگامی که به جهان نگاه می کنیم، برخی کهکشانها را می‌بینیم که به طور فعال در حال تشکیل ستاره‌های جدید، مانند کهکشان راه شیری خودمان، هستند و برخی دیگر که نیستند. اما آن کهکشانهای “مرده” ستارگان قدیمی زیادی در خود دارند و باید داشته باشند. رن سوس، محقق کیهان‌شناسی در دانشگاه کالیفرنیا سانتا کروز و یکی از نویسندگان مقاله، می‌گوید همه آن ستاره‌ها را در مقطعی تشکیل دادند و سپس از ساختن ستاره‌های جدید خودداری کردند. ما هنوز همه فرآیندهایی را که باعث می‌شود کهکشان‌ها تشکیل ستاره‌ای را متوقف کنند، درک نکرده‌ایم، اما این کشف نشان می‌دهد که این ادغام‌های بزرگ کهکشان‌ها چقدر قدرتمند هستند و چقدر می‌توانند بر رشد و تغییر کهکشان در طول زمان تأثیر بگذارند.»

از آنجایی که نتیجه جدید از یک مشاهده است، در حال حاضر مشخص نیست که این کشش گرانشی و سکون ناشی از آن تا چه حد معمول است. با این حال، این کشف تئوری‌های قدیمی را در مورد چگونگی توقف شکل‌گیری ستاره‌ها و مرگ کهکشان‌ها به چالش می‌کشد و دانشمندان را با یک چالش جدید هیجان‌انگیز ارائه کرده است: یافتن نمونه‌های بیشتر.

دیوید ستتون دانشجوی کارشناسی ارشد در گروه فیزیک و نجوم در دانشگاه پیتسبورگ و یکی از نویسندگان مقاله گفت: «در حالی که از این سیستم کاملاً واضح است که گاز سرد واقعاً می‌تواند به خارج از سیستم ادغامی که یک کهکشان را خاموش می‌کند، ختم شود، اندازه نمونه یک کهکشان به ما اطلاعات کمی در مورد رایج بودن این فرآیند می‌دهد.». اما، کهکشان‌های زیادی مانند J1448+1010 وجود دارند که می‌توانیم درست در وسط آن برخوردها آنها را مشاهده کنیم و دقیقاً بررسی کنیم که وقتی آنها از آن مرحله عبور می‌کنند چه اتفاقی برای آنها می‌افتد. پرتاب گاز سرد یک اتفاق جدید هیجان‌انگیز است. قطعه‌ای از پازل آرامش است و ما هیجان زده‌ایم که سعی کنیم نمونه‌های بیشتری از این را پیدا کنیم.”

اسپیلکر افزود: «اخترشناسان قبلاً فکر می‌‌کردند که تنها راه برای متوقف کردن کهکشان‌ها از تشکیل ستاره‌ها از طریق فرآیندهای واقعاً خشن و سریع، مانند انفجار یک دسته ابرنواختر در کهکشان برای منفجر کردن بیشتر گاز از کهکشان و گرم کردن بقیه است. مشاهدات جدید ما نشان می‌دهد که برای قطع شکل‌گیری ستارگان نیازی به فرآیند «درخشنده» نیست.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

ALMA witnesses deadly star-slinging tug-of-war between merging galaxies

by Amy C. Oliver, National Radio Astronomy Observatory AUGUST 30, 2022

https://phys.org/news/2022-08-alma-witnesses-deadly-star-slinging-tug-of-war.html