کهکشانهای اولیه قرار بود سرشار از ستاره باشند، اما برای دههها پژوهشگران با این سؤال روبهرو بودند که چرا به نظر میرسد بسیاری از کهکشانهای عظیم، کمتر از دو میلیارد سال پس از مهبانگ خاموش شدهاند. اکنون با کمک تلسکوپ فضایی جیمز وب و آرایه بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (ALMA)، دانشمندان فکر میکنند دلیل این پدیده را پیدا کردهاند: یک «باد کهکشانی بسیار قدرتمند» که تشکیل ستارههای جدید را متوقف میکند.
مشاهده در لحظه وقوع: کهکشانی که خودش را نابود میکند
این مطالعه که ۱۰ ژوئن در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده، توسط ربکا دیویس از دانشگاه فناوری سوینبرن انجام شده است. تیم پژوهشی روی سامانه کهکشانی CRISTAL-02 تمرکز کردهاند؛ مجموعهای از کهکشانهای در حال ادغام که تنها ۱.۱ میلیارد سال پس از مهبانگ دیده میشود.
با ترکیب دادههای [C II] از ALMA و طیفسنج NIRSpec در تلسکوپ جیمز وب، آنها یک جریان گاز سرد را شناسایی کردند که تا ۷ کیلوپارسک امتداد دارد و با سرعت ۶۴۰ کیلومتر بر ثانیه از کهکشان خارج میشود. این جریان گاز، سوخت تشکیل ستاره را با سرعتی حدود دو برابر نرخ ستارهزایی خود کهکشان خارج میکند. در این شرایط، ذخایر گاز مولکولی کهکشان میتواند در کمتر از ۱۰۰ میلیون سال بهطور کامل مصرف یا تخلیه شود.
یک زنجیره کیهانی از رویدادها
بر اساس این پژوهش، علت اصلی این بادهای عظیم، نه سیاهچالههای کلانجرم، بلکه ابرنواخترها هستند؛ یعنی انفجار ستارگان بسیار پرجرم که در اثر نرخ بالای ستارهزایی (بهویژه در اثر ادغام کهکشانها) شکل میگیرند. در CRISTAL-02، کهکشانهای در حال برخورد نرخ تشکیل ستارهای حدود سه برابر بیشتر از حالت معمول در آن دوره کیهانی دارند.
با انفجار این ستارگان پرجرم، انرژی آزادشده بادهای شدیدی ایجاد میکند که گاز را از کهکشان بیرون میراند. حدود نیمی از کهکشانهای پرجرم در آن دوره احتمالاً چنین ادغامهایی را تجربه کردهاند. اگر این نوع بادها رایج بوده باشند، میتوانند توضیح دهند چرا بسیاری از کهکشانها در جهان اولیه «خاموش» شدهاند.