ستارهشناسان کوچکترین کهکشان کوتولهای را که تاکنون دیده شده، کشف کردند. یک راز بزرگ این است که این کهکشان، که یکی از کهکشانهای اقماری آندرومدا است، چگونه توانسته از شرایط سخت و سوزان کیهان اولیه جان سالم به در ببرد.
ستارهشناسان مجموعهای از کهکشانهای بسیار کوچک را کشف کردهاند که در فاصله حدود ۳ میلیون سال نوری از ما قرار دارند. در میان آنها، کوچکترین و کمنورترین کهکشان مشاهدهشده نیز وجود دارد.
این کهکشان، که آندرومدا XXXV نامگذاری شده، به همراه دیگر همراهانش در حال چرخش به دور کهکشان همسایه ما، آندرومدا، هستند و میتوانند دیدگاه ما را دربارهی تکامل کیهان تغییر دهند. دلیل این موضوع این است که کهکشانهای کوتولهای به این کوچکی باید در شرایط داغتر و متراکمتر کیهان اولیه نابود میشدند. بااینحال، به طرز عجیبی، این کهکشان کوچک از این شرایط سخت جان سالم به در برده است.
“اینها کهکشانهایی کاملاً فعال هستند، اما اندازه آنها تقریباً یک میلیونیوم کهکشان راه شیری است.”
اریک بل، عضو تیم تحقیق و استاد دانشگاه میشیگان، در این باره میگوید: “تصور کنید یک انسان کاملاً سالم داشته باشید که اندازه یک دانه برنج است!”
آشنایی با آندرومدا XXXV
کهکشانهای کوتوله پدیدهی جدیدی برای دانشمندان نیستند. خود کهکشان راه شیری میزبان دهها کهکشان اقماری است که در دام گرانشی آن گرفتار شدهاند.
بااینحال، دانشمندان هنوز چیزهای زیادی دربارهی این کهکشانهای کوتوله نمیدانند، زیرا به دلیل کوچکی، بسیار کمنورتر از کهکشانهای بزرگ هستند و همین موضوع آنها را برای رصد و مطالعه در فواصل دور دشوارتر میکند.
در حالی که ستارهشناسان موفق شدهاند بسیاری از کهکشانهای کوتولهی اطراف راه شیری را شناسایی کنند، یافتن کهکشانهای کوتوله اطراف همسایگان درخشان کهکشانی ما بسیار سختتر بوده است. به همین دلیل، بیشتر اطلاعات ما دربارهی کهکشانهای اقماری از مطالعهی کهکشانهای کوتولهی راه شیری بهدست آمده است.
بااینحال، مطالعهی کهکشانهای کوتولهی اطراف نزدیکترین کهکشان بزرگ به راه شیری، یعنی آندرومدا، کمی آسانتر است. پیش از این نیز کهکشانهای کوتولهای در اطراف آندرومدا مشاهده شده بودند، اما آنها نسبتاً بزرگ و درخشان بودند و فقط اطلاعاتی را تأیید میکردند که ستارهشناسان قبلاً دربارهی کهکشانهای کوتولهی راه شیری به دست آورده بودند.
برای کشف این کهکشانهای کوتولهی کوچکتر و کمنورتر که دیدگاه ما را تغییر میدهند، مارکوس آریاس، ستارهشناس دانشگاه میشیگان، و همکارانش مجموعهای از دادههای عظیم نجومی را بررسی کردند. آنها همچنین از تلسکوپ فضایی هابل برای تأیید یافتههایشان کمک گرفتند.
این تحقیقات نشان داد که آندرومدا XXXV نه تنها یک کهکشان اقماری است، بلکه به قدری کوچک است که میتواند نظریههای مربوط به تکامل کهکشانها را تغییر دهد.
“این کشف واقعاً شگفتانگیز بود.”
بل میگوید: “این کمنورترین کهکشانی است که میتوان در اطراف آندرومدا پیدا کرد، بنابراین یک سیستم جالب است. اما از بسیاری جهات، کاملاً غیرمنتظره است.”
یک معمای کیهانی: قتل کهکشانها!
یکی از جنبههای مهم تکامل کهکشانها، مدت زمانی است که آنها میتوانند ستارهسازی را ادامه دهند. این موضوع تفاوت اصلی میان کهکشانهای کوتولهی راه شیری و کهکشانهای اقماری کوچکتر آندرومدا به نظر میرسد.
آریاس توضیح میدهد: “بیشتر کهکشانهای اقماری راه شیری دارای جمعیت ستارهای بسیار کهنی هستند و حدود ۱۰ میلیارد سال پیش ستارهسازی در آنها متوقف شده است. اما در آندرومدا، کهکشانهای مشابه میتوانند ستارههایی را تا چند میلیارد سال پیش – یعنی حدود ۶ میلیارد سال قبل – تشکیل دهند.”
تشکیل ستاره نیازمند گاز و غبار است. هنگامی که این گاز از بین میرود، ستارهسازی متوقف میشود و کهکشان بهاصطلاح “میمیرد”.
بل این مسئله را یک “معمای قتل کهکشانی” توصیف میکند:
آیا ستارهسازی در این کهکشانها به دلیل کاهش تدریجی گاز متوقف شد، یا اینکه این گازها توسط کهکشانهای بزرگتر از آنها ربوده شدند؟
به نظر میرسد که در کهکشانهای اقماری راه شیری، گازها بهمرور زمان تمام شدهاند. اما در مورد کهکشانهای کوچکتر اطراف آندرومدا، شواهد نشان میدهد که این کهکشانها “توسط کهکشان مادرشان از بین رفتهاند.”
بل میگوید: “کمی شبیه یک ماجرای تاریک است! آیا خودشان سقوط کردند، یا کسی آنها را هل داد؟ به نظر میرسد که این کهکشانها توسط آندرومدا ‘هل داده شدهاند’!”
چرا آندرومدا XXXV نابود نشده است؟
در دوران اولیهی کیهان، شرایط به شدت داغ و متراکم بود. با گسترش و سرد شدن کیهان، نخستین اتمهای هیدروژن شکل گرفتند و ستارگان اولیه پدیدار شدند که بهتدریج کهکشانهای نخستین را تشکیل دادند.
این ستارهها و کهکشانهای اولیه مقدار عظیمی از انرژی منتشر کردند که باعث داغ شدن دوبارهی کیهان شد. این گرما موجب از بین رفتن کهکشانهای بسیار کوچک شد، زیرا دانشمندان معتقدند این حرارت، گاز مورد نیاز برای تشکیل ستارهها را از میان برد.
بااینحال، آندرومدا XXXV somehow survived!
بل میگوید: “فکر میکردیم که همه این کهکشانهای کوچک از بین خواهند رفت، چون کل کیهان مانند یک دیگ روغن جوشان بود. اما ظاهراً این اتفاق نیفتاده است، زیرا این کهکشان تنها ۲۰,۰۰۰ برابر جرم خورشید دارد، اما توانسته است میلیاردها سال دیگر ستارهسازی کند!”
اینکه چگونه آندرومدا XXXV از این نابودی جان سالم به در برده، همچنان یک راز است.
بل میگوید: “جوابی ندارم! تنها چیزی که میدانیم این است که کیهان واقعاً داغ شد، اما به نظر میرسد که تأثیرات آن پیچیدهتر از آن چیزی است که فکر میکردیم.”
ناسا و دیگر سازمانهای فضایی مأموریتهایی را برای کشف کهکشانهای کوتولهی بیشتر در اطراف کهکشانهای بزرگ برنامهریزی کردهاند، که شاید بتواند این معما را حل کند. اما همانطور که کشف آندرومدا XXXV سؤالات جدیدی را مطرح کرده است، احتمال دارد پاسخ این معما نیز پرسشهای بیشتری را به همراه بیاورد.
آریاس میگوید: “ما هنوز چیزهای زیادی برای کشف داریم. قبل از اینکه بتوانیم تاریخ کیهان را رمزگشایی کنیم و بفهمیم چگونه به این نقطه رسیدهایم، باید دربارهی تکامل و ساختار کهکشانها اطلاعات بیشتری کسب کنیم.”
