شبیهسازیهای ابررایانهای نشان میدهد دیسک کهکشان راه شیری احتمالاً در گذشته حدود ۹۰ درجه جابجا یا واژگون شده است. چنین تغییر جهتی میتواند مدار سامانهٔ خورشیدی را نسبت به مرکز کهکشان تحت تأثیر قرار داده باشد.
شواهد: حرکت نسبتا کند هالهٔ ستارهای
کهکشانهای مارپیچی مانند راه شیری دو بخش اصلی دارند: دیسکِ فشرده که بخش اعظم ستارگان و گاز و سیاهچالهٔ مرکزی را دربرمیگیرد و یک هالهٔ پراکنده از ستارگان پیر که پیرامون دیسک میچرخد. مأموریت گایا حرکت ستارگان هاله را اندازهگیری کرد و نشان داد سرعت و جهت حرکت کلی هاله با دیسک همراستا و یکنواخت نیست؛ به عبارت دیگر هاله نسبت به دیسک سرعتِ دورانی یکپارچه و سریع ندارد.
یافتههای شبیهسازی: برخوردها و تغییر جهت دیسک
کیریل باتراکوف از دانشگاه دورهام و همکارانش در شبیهسازی تکامل ۲۵ کهکشان مشابه راه شیری دریافتند دو مکانیسم اصلی میتواند موجب این ناهماهنگی شود: برخوردهای مستقیم و تغییرِ جهتِ دیسک. تیم پژوهشی تکامل هر کهکشان را در بازههای میلیاردساله دنبال کرد و دید که کهکشانهایی با هالههای نسبتاً کند اغلب یا سابقهٔ برخوردهای مستقیم داشتهاند یا دیسکشان در مقطعی دستخوش تغییر جهت شد.
برخورد بزرگ: Gaia–Sausage–Enceladus
یکی از برخوردهای شناختهشدهٔ راه شیری مربوط به کهکشان کوتولهای است که به نام Gaia–Sausage–Enceladus شناخته میشود؛ جرمی بیش از ده میلیارد برابر جرم خورشید بین ۸ تا ۱۱ میلیارد سال پیش وارد راه شیری شد. گرانش راه شیری آن کهکشان را متلاشی کرد و ستارگانش را در جریانهایی بلند و کشیده پراکنده ساخت. بسیاری از این ستارگان به هالهٔ کهکشان پیوستند اما مدارهایشان با دیسک همراستا نبود، بنابراین نسبت به دیسک کندتر بهنظر میرسند.
تأثیرِ تغییر جهت دیسک
در شبیهسازیها وقتی دیسک جهتگیری خود را تغییر میدهد، هالهٔ پیر بلافاصله با آن هماهنگ نمیشود. هاله زمان میبرد تا جهت گردش و چرخش جمعیاش را با دیسکِ تازهجهتیافته همجهت کند. این ناهماهنگی—چه در نتیجهٔ برخورد و چه بهعلت تغییر جهت داخلی—باعث میشود هاله نسبت به دیسکِ فعلی چرخش یکنواخت و سریعی نداشته باشد.
آیا این وارونه شدن مدار خورشید را تغییر داده است؟
اگر جابجایی یا وارونه شدن دیسک در بازهٔ زمانی حیات سامانهٔ خورشیدی رخ داده باشد، مدار خورشید نسبت به مرکز کهکشان ممکن است دستخوش تغییر شده باشد. باتراکوف و همکارانش اشاره میکنند که بسیاری از ستارگان در طول تاریخ کهکشان روی مدارهایی مختلف حرکت کردهاند و جایگاه امروزین خورشید احتمالاً همیشه ثابت نبوده است.
پرسشهای باز و مسیر پژوهش
- آیا وارونه شدن همیشه ناشی از برخورد است؟ شبیهسازیها نشان میدهند نه؛ برخی کهکشانها بدون تجربهٔ ادغام بزرگ هم دیسکشان تغییر جهت داده است، بنابراین باید مکانیسمهای دیگری نیز بررسی شود.
- مکانیسم چرخش و همراستایی هاله چیست؟ نیاز به شبیهسازیهای با جزئیات بیشتر و مقایسهٔ دقیقتر با دادههای مشاهداتیِ گایا وجود دارد تا سناریوی ویژهٔ راه شیری مشخص شود.
- پیامدها برای مطالعهٔ کهکشانهای دیگر؛ بازسازی پیچیدگی تاریخچهٔ راه شیری میتواند روشهای استنتاج دربارهٔ کهکشانهای دیگر را بازتعریف کند و نشان دهد باید محتاطتر عمل کرد.
باتراکوف نتایج را در نشست ملی انجمن سلطنتی نجوم ارائه کرد و تأکید کرد بازسازی چنین تاریخچهٔ پویایی از مشاهدات امروزی بسیار آموزنده است. برای دنبال کردن اخبار و تحلیلهای بیشتر میتوانید مطالب مرتبط را در رسانههایی مانند Space.com و منابع مرجع علمی مرور کنید.
چشمانداز
این یافتهها نشان میدهد تاریخچهٔ کهکشانها پیچیدهتر از آن است که تنها با ادغامها توصیف شود؛ خودِ تغییر جهت دیسک نیز میتواند ساختارهای کهکشان را بازنویسی کند و حتی جایگاه خورشید را نسبت به مرکز کهکشان بازتعریف کند. پژوهشهای آتی با دادههای گایا و شبیهسازیهای دقیقتر تصویری روشنتر از زمان و علت این وارونهشدن در اختیار قرار خواهند داد.
