کشف یکی از بزرگترین ساختارهای در حال چرخش – سایت علمی بیگ بنگ
بیگ بنگ: پژوهشگران رشتهای فوقالعاده باریک و چرخان از کهکشانها را درون یک رشتهساختار عظیم کیهانی پیدا کردهاند؛ کشفی که همترازیهای غیرمنتظرهای را نشان میدهد و مدلهای موجود دربارهٔ چگونگی پیدایش چرخش کهکشانها را به چالش میکشد.
به گزارش بیگ بنگ، گروهی بینالمللی از پژوهشگران به سرپرستی دانشگاه آکسفورد یکی از گستردهترین ساختارهای در حال چرخش شناختهشده را شناسایی کردند: زنجیرهای «تیغمانند» از کهکشانها که درون رشتهساختار عظیمی قرار دارد که خود نیز در حال چرخش است. این ساختار حدود ۱۴۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد. این کشف میتواند به روشن شدن چگونگی شکلگیری نخستین کهکشانها در آغاز کیهان کمک کند.
رشتههای کیهانی؛ بزرگترین ساختارهای شناختهشده در جهان
رشتههای کیهانی بزرگترین ساختارهای کیهان هستند؛ شبکههایی گسترده و نخمانند از کهکشانها و مادهٔ تاریک که چارچوب کلی کیهان را میسازند. همچنین این ساختارها حرکت ماده و شتاب آن به سوی کهکشانهای اطراف را هدایت میکنند.
وقتی رشتهها مجموعهای از کهکشانها را در بر میگیرند که همگی در یک جهت میچرخند—و خودِ رشته نیز چرخش جمعی دارد—فرصتی نادر فراهم میشود تا چگونگی کسب چرخش کهکشانها و انتقال تکانه در مقیاسهای بسیار بزرگ، بررسی شود.
زنجیرهای فوقباریک درون رشتهای عظیم
در این پژوهش، دانشمندان ۱۴ کهکشان غنی از هیدروژن را شناسایی کردند که بهصورت رشتهای باریک به طول ۵.۵ میلیون سال نوری و پهنای تنها ۱۱۷ هزار سال نوری کنار هم قرار گرفتهاند. این رشتهٔ فوقباریک درون رشتهساختاری بهمراتب بزرگتر قرار دارد که حدود ۵۰ میلیون سال نوری امتداد یافته و بیش از ۲۸۰ کهکشان دیگر را در خود جای داده است.
بسیاری از کهکشانهای این ناحیه در همان جهتی میچرخند که رشتهٔ کیهانی میچرخد—پدیدهای که احتمال وقوعش بهصورت تصادفی بسیار ناچیز است. این الگو مدلهای فعلی را به چالش میکشد و نشان میدهد ساختارهای بزرگمقیاس کیهانی ممکن است نقش مهمتری—یا طولانیتری—در شکلگیری “چرخش کهکشانها” داشته باشند.
پژوهشگران دریافتند که کهکشانهای دو سوی ستون مرکزی رشته در جهتهایی مخالف حرکت میکنند؛ نشانهای که نشان میدهد کل رشته در حال چرخش است. با بهرهگیری از مدلهای دینامیکی، سرعت چرخش رشته حدود ۱۱۰ کیلومتر بر ثانیه و شعاع ناحیهٔ متراکم مرکزی آن حدود ۵۰ کیلوپارْسِک (نزدیک به ۱۶۳ هزار سال نوری) برآورد شد.
دریچهای به منشأ چرخش کهکشانها
دکتر “لیلا جانگ” نویسندهٔ همکار این پژوهش، میگوید: «آنچه این ساختار را استثنایی میکند فقط اندازهٔ آن نیست، بلکه ترکیب همراستایی چرخش کهکشانها و چرخش جمعی کل ساختار است. میتوان آن را به چرخوفلکِ فنجانی در یک شهربازی تشبیه کرد. هر کهکشان مانند یک فنجان در حال چرخش است، اما کل سکوی زیر آن—یعنی رشتهٔ کیهانی—نیز میچرخد. همین دوحرکتگی، دیدگاهی بینظیر دربارهٔ چگونگی کسب چرخش از ساختارهای بزرگتر ارائه میدهد.»
این رشتهٔ کیهانی ساختاری جوان و نسبتاً دستنخورده به نظر میرسد. تعداد زیاد کهکشانهای غنی از گاز و آشفتگی حرکتی اندک آن—وضعیتی که «سردِ دینامیکی» نامیده میشود—نشان میدهد این ساختار هنوز در مراحل اولیهٔ تحول خود قرار دارد. هیدروژن مادهٔ اولیهٔ تشکیل ستارگان است، بنابراین کهکشانهایی که هیدروژن زیادی دارند احتمالاً در مرحلهٔ جذب یا نگهداشت گاز تازه برای ستارهسازی هستند. بررسی این کهکشانها پنجرهای به مراحل اولیه یا جاری تکامل کهکشان فراهم میکند.
ردگیری جریان گاز در تار و پود کیهانی
کهکشانهای غنی از هیدروژن ردگیرهای بسیار خوبی برای جریان گاز در رشتههای کیهانیاند. چون “هیدروژن اتمی” بهسادگی بر اثر حرکت دچار آشفتگی میشود، وجود آن نشان میدهد گاز چگونه از طریق این رشتهها به درون کهکشانها منتقل میشود—و این امر کلید درک چگونگی انتقال تکانه، شکلگیری چرخش کهکشانها و فرایندهای ستارهسازی است.
این کشف میتواند به مدلسازی «همترازی ذاتی کهکشانها» کمک کند؛ عاملی که ممکن است بر مشاهدات آیندهٔ همگرایی گرانشی ضعیف در مأموریتهای مانند تلسکوپ فضایی اقلیدس(آژانس فضایی اروپا) و رصدخانهٔ ورا روبین در شیلی تأثیر بگذارد. دکتر “مادلینا تودوراکه” نویسندهٔ همکار دیگر، میگوید: «این رشته مانند یک فسیل از جریانهای کیهانی است و به ما کمک میکند دادهها را کنار هم بگذاریم و ببینیم چگونه کهکشانها چرخش خود را به دست میآورند و با گذشت زمان رشد میکنند.»
همکاری بینالمللی و استفاده از چندین رصدخانه
تیم پژوهشی بینالمللی از دادههای تلسکوپ رادیویی مرکات در آفریقای جنوبی (با ۶۴ آنتن بههمپیوسته) استفاده کرد. این رشتهٔ چرخان با استفاده از نقشهبرداری عمیق آسمان به نام MIGHTEE—به رهبری پروفسور مت جارویس—شناسایی شد. این دادهها با مشاهدات نوری ابزار طیفسنجی انرژی تاریک(DESI) و نقشهبرداری اسلون(SDSS) ترکیب شد تا ساختاری کیهانی با همراستایی چرخش کهکشانها و چرخش جمعی آشکار شود.
پروفسور “جارویس” افزود: «این پژوهش واقعاً قدرت ترکیب دادههای چندین رصدخانه را نشان میدهد. چنین دستاوردهایی فقط از طریق همکاری گروههای بزرگ با مهارتهای مختلف امکانپذیر است و در این مورد، حمایت مالی یک گرنت پیشرفتهٔ ERC/UKIR نقش اساسی در انجام آن داشت.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: scitechdaily.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109548
