پژوهش تازهای نشان میدهد که یکی از بزرگترین رویدادهای تاریخ راه شیری ممکن است شکل و جهت این کهکشان را برای همیشه تغییر داده باشد. بر اساس نتایج شبیهسازیهای رایانهای، برخورد یک کهکشان کوتوله با راه شیری حدود ۱۰ میلیارد سال پیش احتمالاً باعث شده صفحه اصلی کهکشان بیش از ۹۰ درجه تغییر جهت دهد؛ رویدادی که میتواند توضیحی برای یکی از معماهای قدیمی اخترشناسان باشد.
راه شیری در طول عمر خود بارها کهکشانهای کوچکتر را جذب کرده است. این برخوردها بخش طبیعی روند رشد کهکشانها به شمار میروند و باعث افزایش جرم و تغییر ساختار آنها میشوند. اما دانشمندان اکنون معتقدند یکی از این ادغامها تأثیری بسیار فراتر از یک افزایش جرم ساده داشته و حتی آرایش کلی راه شیری را دگرگون کرده است.
ساختار راه شیری از چند بخش اصلی تشکیل شده است. در مرکز آن برآمدگی متراکمی از ستارگان قرار دارد که به دلیل شکل کشیدهاش «میله مرکزی» نامیده میشود. اطراف این بخش، بازوهای مارپیچی گستردهای قرار گرفتهاند که بیشتر ستارگان، گاز و غبار کهکشان را در خود جای دادهاند. بیرون از این ناحیه نیز هالهای از ستارگان پراکنده وجود دارد که تمام این مجموعه درون هالهای عظیم از ماده تاریک احاطه شده است.
سرنخ اصلی این پژوهش از دادههای مأموریت فضایی گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا به دست آمد. بررسیها نشان داد ستارگان موجود در هاله راه شیری بسیار آهستهتر از آنچه مدلهای نظری پیشبینی میکردند، به دور مرکز کهکشان میچرخند. این اختلاف سالها بدون توضیح باقی مانده بود.
برای یافتن علت، گروهی از پژوهشگران به سرپرستی کیریل باتراکوف از دانشگاه دورام بریتانیا، دهها شبیهسازی دقیق از تکامل کهکشانهایی مشابه راه شیری انجام دادند. نتایج نشان داد محتملترین دلیل این رفتار، وقوع یک برخورد عظیم در گذشته است؛ برخوردی که صفحه کهکشان را تغییر جهت داده و در نتیجه سرعت چرخش هاله ستارهای را کاهش داده است.
به باور پژوهشگران، عامل این رویداد کهکشانی کوتوله به نام «گایا-انسلادوس-سوسیس» بوده است. این کهکشان میلیاردها سال پیش تقریباً از روبهرو وارد راه شیری شد و در نهایت در آن ادغام شد. امروزه بقایای ستارگان این کهکشان در دادههای رصدی الگویی کشیده و غیرمعمول ایجاد کردهاند که از نظر ظاهری به یک سوسیس شباهت دارد و همین موضوع باعث شده لقب «سوسیس» برای آن رایج شود.
مدلهای رایانهای نشان میدهند سرعت متوسط ستارگان هاله راه شیری اکنون حدود ۲۵ کیلومتر بر ثانیه است، در حالی که اگر آن برخورد بزرگ رخ نداده بود، این مقدار باید به حدود ۵۰ تا ۶۰ کیلومتر بر ثانیه میرسید. برای مقایسه، خورشید با سرعتی نزدیک به ۲۲۰ کیلومتر بر ثانیه به دور مرکز کهکشان حرکت میکند.
این نتایج حاصل بررسی تکامل ۲۵ کهکشان مشابه راه شیری در پروژه شبیهسازی کیهانشناختی Auriga است؛ پروژهای که روند شکلگیری و تحول کهکشانها را در مقیاس میلیاردها سال بازسازی میکند.
دانشمندان تأکید میکنند که این برخورد بسیار پیش از شکلگیری منظومه شمسی رخ داده است. در آن زمان نه خورشید وجود داشت و نه سیارههای امروزی. همچنین این رویداد برخلاف تصور عمومی یک برخورد ناگهانی و انفجاری نبوده، بلکه فرآیندی بسیار آهسته بوده که طی صدها میلیون سال ادامه داشته است.
بر اساس برآوردها، تغییر جهت صفحه کهکشان ممکن است بین حدود ۱۵۰ میلیون تا بیش از یک میلیارد سال زمان برده باشد. بنابراین آنچه در شبیهسازیها به شکل یک رویداد سریع دیده میشود، در واقع در مقیاس زمانی کیهانی رخ داده است.
پژوهشگران همچنین معتقدند راه شیری پس از این برخورد نیز به تکامل خود ادامه داده است. حتی احتمال میدهند میله مرکزی کهکشان میلیاردها سال بعد و حدود ۵ میلیارد سال پیش، یعنی اندکی پیش از تولد خورشید، شکل گرفته باشد.
یکی دیگر از نتایج مهم این تحقیق، ارتباط میان هاله ستارهای و هاله ماده تاریک است. یافتهها نشان میدهد این دو بخش احتمالاً تحت تأثیر یک تاریخچه مشترک از برخوردها و ادغامهای کهکشانی تکامل یافتهاند. اگر این فرضیه در تحقیقات آینده نیز تأیید شود، میتواند دیدگاه دانشمندان را درباره نقش ماده تاریک در شکلگیری و تحول کهکشانها دگرگون کند و تصویری دقیقتر از گذشته راه شیری ارائه دهد.