گایا فاش شد: کهکشان ها تازه وارد به گوشه ای از فضا هستند

داده های ماموریت گایا که توسط آژانس فضایی اروپا مدیریت می شود، در حال بازنویسی تاریخ کهکشان ما، کهکشان راه شیری است. آنچه به طور سنتی به عنوان کهکشان راه شیری در نظر گرفته می شد، اکنون شناخته شده است که بیشتر کهکشان تازه وارد در جو کهکشان ما را در خود جای داده است.

یک کهکشان کوتوله گروهی از هزاران تا میلیاردها ستاره است. برای دهه‌ها، باور عمومی بر این بود که کهکشان‌های کوتوله‌ای که راه شیری را احاطه کرده‌اند، قمرهایی دارند، به این معنی که در مداری به دور راه شیری ما گیر افتاده‌اند و برای میلیاردها سال همراهان همیشگی ما بوده‌اند. به لطف داده های منتشر شده توسط گایا، اکنون حرکات این کهکشان های کوتوله با دقت بی سابقه ای محاسبه می شود و نتایج این داده ها واقعا شگفت انگیز است.

فرانسوا هامر از رصدخانه پاریس، دانشگاه علوم و اسناد پاریس در فرانسه، و همکارانش از سراسر اروپا و چین، داده های گایا را تجزیه و تحلیل کردند و حرکت 40 کهکشان کوتوله را در اطراف کهکشان راه شیری محاسبه کردند. آنها این کار را با محاسبه مجموعه ای از مقادیر معروف به سرعت سه بعدی برای هر کهکشان انجام دادند و سپس از آنها برای محاسبه انرژی مداری و تکانه زاویه ای کهکشان (چرخش) استفاده کردند.

آنها دریافتند که این کهکشان ها بسیار سریعتر از ستارگان غول پیکر و خوشه های ستاره ای که به دور کهکشان راه شیری می چرخند، حرکت می کنند. آنقدر سریع که هنوز نتوانستند به دور کهکشان راه شیری بچرخند، جایی که فعل و انفعالات با کهکشان راه شیری و مواد آن باعث کاهش انرژی مداری و حرکت زاویه ای آنها شد.

کهکشان ما در گذشته کهکشان های کوتوله زیادی را بلعیده است. به عنوان مثال، بین 9 تا 10 میلیارد سال پیش، یک کهکشان کوتوله به نام گایا-انسلادوس توسط کهکشان راه شیری جذب شد. ستاره های آن را می توان در داده های گایا به دلیل مدارهای غیرعادی و طیف انرژی آنها شناسایی کرد.

اخیراً، 4 تا 5 میلیارد سال پیش، کهکشان کوتوله قوسی توسط کهکشان راه شیری تسخیر شد و اکنون در حال تکه تکه شدن و بلعیدن است. انرژی ستارگان این کهکشان از انرژی گایا-انسلادوس بیشتر است، که نشان می دهد زمان کمتری برای برخورد آنها توسط کهکشان راه شیری صرف شده است.

مطالعات جدید کهکشان های کوتوله – که بیشتر آنها در اطراف کهکشان راه شیری ما هستند – دریافته اند که آنها انرژی بسیار بالایی دارند. این نشان می دهد که آنها تنها در چند میلیارد سال گذشته به کهکشان راه شیری رسیده اند.

این کشف بازتابی از ابر ماژلانی بزرگ (LMC) است – کهکشانی کوتوله که از دیگر کوتوله‌ها به کهکشان راه شیری نزدیک‌تر است و به صورت ذره‌ای از نور در آسمان شب نیمکره جنوبی دیده می‌شود. تا سال 2000 تصور می شد که ابر ماژلانی بزرگ یک کهکشان اقماری به کهکشان راه شیری باشد، اما دانشمندان حرکت آن را اندازه گرفتند و دریافتند که آنقدر سریع حرکت می کند که نمی تواند مانند ماه از نظر گرانشی محدود شود. بنابراین دیدگاه جدیدی در LMC به وجود آمد. اکنون می دانیم که همین امر در مورد دیگر کهکشان های کوتوله اطراف کهکشان راه شیری نیز صادق است.

پس آیا این تازه واردها در مدار هستند یا فقط از کنار ما می گذرند؟ فرانسوا می گوید: “برخی از آنها توسط کهکشان راه شیری جذب می شوند و به ماه تبدیل می شوند.”

اما به سختی می توان گفت که سرنوشت چه کسی اینگونه خواهد بود. از آنجایی که به جرم دقیق کهکشان راه شیری بستگی دارد، کمیتی است که محاسبه آن با دقت بسیار بالا برای ستاره شناسان بسیار دشوار است. تخمین معمولاً دو برابر است.

کشف انرژی کهکشان های کوتوله مهم است. زیرا ما را وادار می کند تا ماهیت کهکشان های کوتوله را دوباره ارزیابی کنیم.

با چرخش کهکشان کوتوله به دور، نیروی گرانشی کهکشان سعی می کند آن را از مدار بیرون بکشد. در فیزیک، این به عنوان نیروی جزر و مدی شناخته می شود. فرانسوا می گوید: کهکشان راه شیری یک کهکشان بسیار بزرگ است. بنابراین نیروی جزر و مد نیروی عظیمی است و از بین بردن یک کهکشان کوتوله بسیار آسان است.

به عبارت دیگر، کهکشان راه شیری، لحظات پایانی کهکشان های کوتوله را به وجود می آورد و حکم مرگ آنها را به دنبال دارد! تنها چیزی که می تواند در برابر چنگال های مخرب کهکشان ما مقاومت کند این است که کهکشان های کوتوله حاوی مقادیر قابل توجهی ماده تاریک هستند. ماده تاریک ماده اسرارآمیزی است که در جهان وجود دارد تا گرانش اضافی را برای ستاره شناسان فراهم کند تا کهکشان ها را از هم جدا نگه دارد.

و بنابراین، در دیدگاه سنتی که کهکشان راه شیری قمرهای کوتوله ای داشت که میلیاردها سال به دور کهکشان راه شیری می چرخیدند، آنها در واقع به حضور ماده تاریک بر آنها و متعادل کردن نیروی جزر و مد کهکشان راه شیری اشاره داشتند به طوری که این کوتوله ها در آن باقی ماندند. مدار. . ماندن. پس این کشف که کهکشان‌های کوتوله‌ای که به دور راه شیری می‌چرخند، کهکشان‌های این کهکشان نیستند، ما را وادار می‌کند تا محاسبات خود را دوباره ارزیابی کنیم و تعادل یا تخریب سیستم‌ها را دوباره بررسی کنیم.

تیمو پروستی، دانشمند گایا از مرکز آژانس فضایی اروپا، گفت: «امروز، به لطف گایا، ما کاملاً مطمئن هستیم که کهکشان راه شیری راه طولانی را طی کرده است. با بررسی این سرنخ‌های جذاب، امیدواریم که فصل‌های جذاب گذشته کهکشان را بهتر درک کنیم.»