تصاویر دقیق تلسکوپ فضایی هابل نشان میدهد که کهکشان راه شیری حدود ۱۱٫۸ میلیارد سال پیش یک کهکشان کوتوله به نام LKH را بلعیده است؛ رویدادی که ردپای خود را در خوشههای کروی و ساختار هالهٔ کهکشان به جا گذاشته و مسیر تکامل راه شیری را دگرگون کرد.
کشف چه چیزی فاش کرد
تیمی به سرپرستی داویده ماساری از رصدخانهٔ اخترفیزیک و علوم فضایی بولونیا با ترکیب مشاهدات هابل و اندازهگیریهای مأموریت گایا موفق شد جمعیتی از خوشههای کروی را شناسایی کند که نه بومی راه شیریاند و نه به ادغام شناختهشدهٔ Gaia–Sausage–Enceladus مرتبطاند. سن و ترکیب شیمیایی این خوشهها نشان میدهد آنها حدود ۱۱٫۸ میلیارد سال پیش از یک کهکشان جداگانه وارد راه شیری شدهاند؛ کهکشان کوتولهای که تیم تحقیق آن را LKH نامیده است.
چطور این ادغام را تشخیص دادند؟
دو عامل کلیدی کمک کردند منشأ خارجی این خوشهها از خوشههای بومی یا ادغامهای دیگر تشخیص داده شود:
- تصاویر عمیق و با وضوح هابل که سن ستارگان و غنای فلزی (عناصر سنگینتر از هیدروژن و هلیوم) را با دقت بالا تعیین میکند.
- دادههای موقعیتی و حرکت ستارگان از گایا که امکان گروهبندی خوشهها بر اساس حرکات مشترک و منشأ واحد را فراهم میآورد.
ترکیب این دو نوع داده یک «امضای» متمایز برای خوشههایی با ریشهٔ خارجی ایجاد کرد؛ خوشههایی که، به گفتهٔ کیارا زربیناتی، سن و ترکیب شیمیاییشان با دقت بیسابقهای اندازهگیری شده است.
اندازه، جرم و سهم LKH در ادغام
بر پایهٔ شمار و جرم خوشههای وارداتی، پژوهشگران جرم کل LKH را حدود ۵۰۰ میلیون برابر جرم خورشید تخمین زدند. برای مقایسه، کهکشان کوتولهٔ کمان حدود ۴۰۰ میلیون برابر جرم خورشیدی دارد و ابر ماژلان کوچک دستکم حدود ده برابر بزرگتر است. در دورهای که این ادغام رخ داد — تنها حدود ۲ میلیارد سال پس از مهبانگ — کهکشان راه شیری بسیار کوچکتر از امروز بود. ورود LKH سهم قابلتوجهی در افزودن ستارگان، گاز و مادهٔ تاریک به کهکشان میزبان داشته است.
پیامدهای ادغام LKH برای تکامل راه شیری
- افزایش جرم کهکشان: انتقال ستارگان و مادهٔ تاریک از LKH رشد کلی و جرم مرکزی راه شیری را تسریع کرد.
- تنوع خوشههای کروی: ادغام خوشههای LKH با جمعیتهای بومی ساختار و توزیع خوشهها را تغییر داد و تنوع جدیدی ایجاد کرد.
- تغییر ترکیب شیمیایی: عناصر سنگینتر تولیدشده در ستارگان LKH هنگام پایان عمرشان به محیط بینستارهای راه شیری بازگشت و ترکیب شیمیایی نسلهای بعدی ستارگان را تحت تأثیر قرار داد.
- برانگیختن تشکیل ستاره: چنین برخوردهایی معمولاً موجهایی از تشکیل ستاره را تحریک میکنند و احتمالاً به رشد سریع اولیهٔ راه شیری کمک کردهاند.
اهمیت این کشف
کشف ادغام LKH تصویر رایج از مراحل اولیهٔ رشد راه شیری را تکمیل میکند. پیشتر برخی پژوهشها بر این تصور بودند که بخش عمدهٔ ستارگان اولیهٔ راه شیری در خودِ این کهکشان شکل گرفتهاند؛ حالا روشن شده که ستارگانی که در کهکشانهای بیرونی متولد شدهاند نیز سهم مهمی در شکلگیری اولیهٔ راه شیری داشتهاند. گزارش تیم ماساری در تاریخ ۱۷ اوت در نشریهٔ Nature Astronomy منتشر شده است.
گامهای بعدی برای پژوهشگران
برای روشنتر شدن نقش دقیق ادغام LKH لازم است طیفسنجیهای دقیقتر از خوشهها و ستارگان وابسته انجام شود، شبیهسازیهای دینامیکی با تفکیک بالا توسعه یابند و بهدنبال نشانههای مشابه در سایر بخشهای هالهٔ کهکشان بگردند. ترکیب مشاهدات آتی گایا با دادههای تلسکوپهای زمینی و فضایی جدید جزئیات بیشتری از این فصل از تاریخچهٔ کهکشانمان آشکار خواهد کرد.
جمعبندی: کشف ادغام LKH نشان میدهد تاریخچهٔ راه شیری مجموعهای از رویدادهای پُراثر است؛ برخوردها و ادغامهای باستانی نه فقط جرم کهکشان را افزایش دادهاند، بلکه شیمی، ساختار و مسیر تکاملی آن را نیز شکل دادهاند. پژوهشهای آینده میتواند تصویر دقیقتری از زنجیرهٔ رویدادهایی که راه شیری را به وضعیت کنونی رساندهاند فراهم کند.
