با بررسی آن در طول موج های مختلف، اخترشناسان و اخترفیزیکدانان می توانند جمعیت ستاره ای، دینامیک گاز و سایر ویژگی های آن را با جزئیات بسیار بیشتر از کهکشان های دور درک کنند.
با این حال، تحقیقات جدیدی که ۱۰۱ نفر از خویشاوندان کهکشان راه شیری را مورد بررسی قرار می دهد، تفاوت آن را با آنها نشان می دهد.
یکی از راههای قدرتمند برای درک چیزها، مقایسه و مقایسه آنها با دیگران در کلاسشان است، تکنیکی که ما در مدرسه یاد میگیریم. نظرسنجی ها ابزار موثری برای مقایسه و مقایسه چیزها هستند و نظرسنجی های نجومی حجم عظیمی از داده های اساسی را در این تلاش ها به همراه داشته است.
Sloan Digital Sky Survey (SDSS)، Two Micron All Sky Survey (2MASS) و ماموریت ESA Gaia همگی نمونه های برجسته ای هستند.
بررسی ماهوارههای اطراف آنالوگهای کهکشانی (SAGA) یکی دیگر از ویژگیهای انتشار دادههای سوم آن در سه مطالعه جدید است.
تحقیقات نشان میدهد که کهکشانها در درون هالههای غولپیکر ماده تاریک، مادهی گریزانی که با نور برهمکنش نمیکند، تشکیل میشوند. ۸۵ درصد از ماده جهان را ماده تاریک مرموز تشکیل می دهد، در حالی که تنها ۱۵ درصد آن را ماده معمولی یا باریونی تشکیل می دهد، نوعی که سیارات، ستاره ها و کهکشان ها را تشکیل می دهد.
اگرچه ما نمی توانیم این هاله های عظیم را ببینیم، ستاره شناسان می توانند اثرات آنها را مشاهده کنند. گرانش آنها طبیعی را به هم نزدیک می کند تا کهکشان ها و ستاره ها را ایجاد کند.
هدف SAGA درک نحوه عملکرد هاله های ماده تاریک است. این کهکشان های ماهواره ای کم جرم را در اطراف کهکشان هایی مشابه جرم کهکشان راه شیری بررسی می کند.
این ماهواره ها را می توان گرفت و به داخل هاله های ماده تاریک کهکشان های بزرگتر کشاند. SAGA چند صد از این کهکشان های ماهواره ای را پیدا کرده است که به دور ۱۰۱ کهکشان با جرم راه شیری می چرخند.
ریسا وکسلر، استاد علوم و علوم انسانی و استاد فیزیک در دانشکده علوم و علوم انسانی، گفت: کهکشان راه شیری یک آزمایشگاه فیزیک باورنکردنی از جمله برای فیزیک تشکیل کهکشان ها و فیزیک ماده تاریک بوده است. وکسلر همچنین یکی از بنیانگذاران SAGA Survey است.
اما کهکشان راه شیری تنها یک منظومه است و ممکن است نمونه ای از نحوه شکل گیری کهکشان های دیگر نباشد. به همین دلیل یافتن کهکشان های مشابه و مقایسه آنها بسیار مهم است.
مقایسه بین کهکشان راه شیری و ۱۰۱ راه شیری دیگر تفاوت های قابل توجهی را نشان داد.
وکسلر که همچنین استاد فیزیک ذرات و اخترفیزیک در آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC است، گفت: «نتایج ما نشان میدهد که ما نمیتوانیم مدلهای تشکیل کهکشانها را فقط به کهکشان راه شیری محدود کنیم».
‘ما باید به توزیع کامل کهکشان های مشابه در سراسر جهان نگاه کنیم.’
سومین انتشار دادههای SAGA Survey شامل ۳۷۸ ماهواره است که در سیستمهای ۱۰۱ مگاواتی یافت شدهاند و اولین مقاله بر روی ماهوارهها تمرکز دارد.
فقط یک جست و جوی پر زحمت توانست آنها را کشف کند. چهار مورد از آنها متعلق به کهکشان راه شیری هستند، از جمله ابرهای معروف بزرگ و کوچک ماژلانی.
وکسلر گفت: ‘دلیلی وجود دارد که هیچ کس قبلاً این کار را انجام نداده است.’ ‘این یک پروژه واقعا جاه طلبانه است. ما مجبور شدیم از تکنیک های هوشمندانه ای برای مرتب سازی آن ۳۷۸ کهکشان در حال گردش از هزاران جرم موجود در پس زمینه استفاده کنیم. این یک مشکل واقعی سوزن در انبار کاه است.’
SAGA دریافت که تعداد ماهواره ها در هر کهکشان از صفر تا ۱۳ متغیر است. طبق مقاله اول، جرم پرجرم ترین ماهواره یک پیش بینی کننده قوی برای فراوانی ماهواره ها است.
این مقاله میگوید: «یک سوم سیستمهای SAGA حاوی ماهوارههایی با جرم LMC هستند و بیشتر از MW ماهواره دارند. کهکشان راه شیری از این نظر یک امر پرت است، که یکی از دلایل غیر معمول بودن آن است.
مطالعه دوم بر تشکیل ستاره در ماهواره ها متمرکز است. نرخ تشکیل ستاره (SFR) یک معیار مهم در درک تکامل کهکشان است.
تحقیقات نشان میدهد که شکلگیری ستاره هنوز در کهکشانهای ماهوارهای فعال است، اما هر چه آنها به میزبان نزدیکتر باشند، SFR آنها کندتر میشود. آیا ممکن است کشش بیشتر هاله ماده تاریک نزدیک به کهکشان، تشکیل ستاره را خاموش کند؟
«نتایج ما نشان میدهد که ماهوارهها و ماهوارههای کمجرم در ۱۰۰ کیلوپیسیسی در محیطی شبیه کهکشان راه شیری بهطور مؤثرتری خاموش میشوند، با این فرآیندها به اندازه کافی آهسته عمل میکنند تا جمعیتی از ماهوارههای ستارهساز را در تمام جرمهای ستارهای و شعاعهای پیشبینیشده حفظ کنند». مقاله دوم بیان می کند.
با این حال، در ماهوارههای کهکشان راه شیری، تنها ابرهای ماژلانی هنوز ستارهها را تشکیل میدهند و فاصله شعاعی در آن نقش دارد.
وکسلر گفت: اکنون ما یک پازل داریم.
چه چیزی در کهکشان راه شیری باعث شد که این ماهوارههای کوچک و کمجرم، ستارهزایی خود را خاموش کنند؟ شاید، بر خلاف یک کهکشان میزبان معمولی، کهکشان راه شیری ترکیبی منحصر به فرد از ماهوارههای قدیمیتری دارد که شکلگیری ستارهها را متوقف کردهاند و ماهوارههای فعال جدیدتر. LMC و SMC – که اخیراً در هاله ماده تاریک کهکشان راه شیری افتادند.
این یکی دیگر از دلایل غیر معمول بودن کهکشان ما است.
در مورد هاله های ماده تاریک کوچکتر در اطراف کهکشان های ماهواره ای چطور؟ چه نقشی دارند؟
وکسلر میگوید: برای من، مرز این است که بفهمم ماده تاریک در مقیاسهای کوچکتر از کهکشان راه شیری، مانند هالههای ماده تاریک کوچکتر که این ماهوارههای کوچک را احاطه کردهاند، چه میکند.
مقاله سوم انتشار داده های سوم SAGA را با شبیه سازی های کامپیوتری مقایسه می کند. نویسندگان یک مدل جدید برای خاموش کردن در کهکشانهایی با جرم کمتر از یا برابر با ۱۰۹ خورشیدی ایجاد کردند.
مدل آنها توسط داده های SAGA در ۱۰۱ کهکشان محدود شده است، و محققان سپس آن را با کهکشان های میدانی جدا شده از Sloan Digital Sky Survey مقایسه کردند.
این مدل با موفقیت عملکرد جرم ستارهای ماهوارهها، میانگین SFR آنها و کسرهای خاموش شده در ماهوارهها را بازتولید کرد. همچنین SFR را در کهکشانهای ماهوارهای منزویتر حفظ کرد و در ماهوارههای نزدیکتر، خاموش شدن بیشتر را مشاهده کرد.
این مدل نیاز به آزمایش بیشتری با مشاهدات دارد و نویسندگان اشاره میکنند که بررسیهای طیفسنجی گام بعدی منطقی است.
این بررسیها میتوانند به سؤالاتی درباره نقش بازخورد داخلی در ماهوارههای با جرم پایین، در مورد افزایش جرم و گاز و تأثیر ماده تاریک بر آنها و همچنین فرآیندهای گازی خاص ماهوارهها پاسخ دهند.
وکسلر گفت: SAGA معیاری برای پیشبرد درک ما از جهان از طریق مطالعه دقیق کهکشانهای ماهوارهای در منظومههای فراتر از کهکشان راه شیری فراهم میکند.
اگرچه ما هدف اولیه خود را برای نقشه برداری از ماهواره های درخشان در ۱۰۱ کهکشان میزبان به پایان رساندیم، اما کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد.
