کشف یک کهکشان که گویا دوقلوی کهکشان راه شیری است

 

فرادید؛ یک ذره بین کیهانی، کهکشانی شبیه به کهکشان راه شیری را در ابتدای عالم شناسایی کرده است که مطابق انتظارات کیهان شناسان نیست. ستاره شناسان با استفاده از رصدخانه رادیویی ALMA یک کهکشان بسیار دور را کشف کرده اند که به طرز شگفت آوری شبیه کهکشان راه شیری ما است. کهکشان 47-SPT0418، توسط کهکشانی دیگر در نزدیکی لنز گرانشی قرار دارد و در آسمان به عنوان یک حلقه تقریبا کاملا نورانی به نظر می‌رسد.

به گزارش فرادید؛ هنگامی که ستاره شناسان به ابتدای عالم نگاه می‌کنند، کهکشان‌هایی بهترین فرصت را برای دیده شدن دارند که، بسیار روشن باشند تا از فواصل دور نیز مشاهده شوند. اما ذره بین کیهانی که به عنوان لنز‌های گرانشی معروف است، حتی کهکشان‌های معمولی را در فواصلی حدود میلیارد‌ها سال نوری، قابل مشاهده می‌کند.

اکنون اخترشناسان از چنین لنز‌هایی برای دریافت نور از یک کهکشان استفاده کرده اند که دارای شباهت‌های چشمگیری با کهکشان راه شیری است.

 

فرانچسکا ریزو (انستیتوی اخترفیزیک، ماکس پلانک) و همکارانش شاهد نوری از یک کهکشان جوان درحال شکل گیری بودند، که 12 میلیارد سال پیش آن را ترک کرده بود. آن نور قبل از اینکه از یک کهکشان پیش زمینه عبور کند، 9 میلیارد سال در راه بوده است و اگر شانس بیاورد، درست بین کهکشانی دورتر و ما واقع شده است.

گرانش کهکشان پیش زمینه، این نور را خم کرده و شکل آن را منحرف می‌کند. در نتیجه، از دیدگاه ما روی زمین، کهکشان دوردست به عنوان یک حلقه بی نقص ظاهر می‌شود: یک حلقه انیشتین. تیم ریزو از ALMA در شیلی، برای تصویربرداری از درخشش گاز‌های سرد این کهکشان و همچنین تابش‌های همزمان ستاره‌های در حال شکل گیری اش، استفاده کردند. سپس شکل کهکشان را شبیه سازی کردند و نشان دادند اگر هیچ عدسی گرانشی وجود نداشته باشد که شکل کهکشان را تغییر دهد، ALMA چه تصویری ثبت خواهد کرد.

ریزو می‌گوید:" این کار یک کلک است، اما به این واقعیت که این کهکشان، تغییر شکل یافته، یک حلقه کامل انیشتین است، کمک می‌کند. " کهکشان شبیه سازی شده بسیار کوچک است، تقریبا 10 برابر کوچکتر از کهکشان راه شیری است و سرعت شکل گیری ستاره‌های جوانش حدودا 100 برابر سرعت تشکیل ستاره در کهکشان ماست. با توجه به شبیه سازی‌های کیهانی اخترشناسان، به نظر می‌رسد که این کهکشان به طرز شگفت آوری از لحاظ رفتار و شکل شبیه به کهکشان ماست و مانند راه شیری یک کهکشان مسطح با یک برآمدگی است. انجام این مقایسه با شبیه سازی‌های کیهانی، چندان ساده نیست.

 

مارسل نیلمان (موسسه نجوم ماکس پلانک) می‌گوید: "برای شبیه سازی‌های کیهانی، اندازه گیری نسبت حرکت چرخشی به حرکات تصادفی بسیار دشوار است. اندازه گیری صحیح این کمیت برای مقایسه با داده ها، نیاز به شبیه سازی‌ای دارد که گاز‌های سرد را مدل سازی کند، ولی در اکثر مواقع این گونه شبیه سازی‌ها به نتیجه نمی‌رسد. "

هرچند این کهکشان آثاری از وجود بازو‌های مارپیچی را در خودش نشان نمی‌دهد، ولی از دو جنبه به کهکشان راه‌شیری شبیه است:

1- داشتن یک قرص یا صفحه چرخان 
2- برآمدگی مرکزی به نحوی که گروه بزرگی از ستارگان در اطراف مرکز کهکشان به صورتی فشرده در کنار هم قرار گرفته‌اند.

به همین دلیل هم آن را به عنوان دورترین کهکشانی که بسیار شبیه راه‌شیری است معرفی کرده‌اند. این رصد، اولین موردی است که وجود برآمدگی مرکزی را در کهکشانی که در دوران اولیه کیهان قرار دارد نشان می‌دهد.


اما شگفتی بزرگ هنگامی اتفاق افتاد که مشخص شد این کهکشان همچون کهکشان‌های نزدیک، واقعا بسیار آرام و منظم است! چرا که این موضوع کاملا با آن‌چه که از مدل‌های نظری و شواهد رصدی قبلی به دست آمده بود در تضاد است.

آن‌چه که تاکنون اخترشناسان برای کهکشان‌های جوان در دوران اولیه کیهان شناخته‌اند این بود که کهکشان‌های جوانی که در آن دوران پرآشوب هنوز در مرحله شکل‌گیری هستند، بسیار آشوبناک و ناپایدار بوده‌اند و ساختار‌های مشخصی همچون آن‌چه که در راه‌شیری مشاهده می‌کنیم، در آن‌ها وجود نداشته است. ولی اکنون با این رصد و مشاهده ِ دقیق‌تر خلاف این انتظار مشاهده شده است.

 

مطالعه و بررسی کهکشان‌های دوردستی نظیر SPT0418-47 برای درک و فهم ما از چگونگی شکل‌گیری وتحول کهکشان‌ها بسیار اساسی و کلیدی هستند.

همین کهکشان با توجه به فاصله 12 میلیارد سال نوری‌ای که دارد، ما را به گذشته بسیار دور، زمانی که فقط 10% از عمر فعلی عالم گذشته بوده می‌برد؛ زمانی که این کهکشان در حال تشکیل و ساخته‌شدن بوده است. به همین دلیل است که با مطالعه این نوع کهکشان‌ها با سفر در زمان به آن لحظه‌ها و دوران‌های آغازین عالم حرکت می‌کنیم ومی‌توانیم با دقت بیشتری دانش خودمان را از تولد و تحول کهکشان‌ها بسازیم.

فاصله بسیار زیاد این کهکشان‌ها باعث می‌شود که حتی با بزرگترین و قوی‌ترین تلسکوپ‌های موجود هم آن‌ها را همچنان کوچک و کم فروغ دید و نتوان مشاهدات دقیق و با جزئیات زیادی از آن‌ها داشت. از این رو عموم مشاهدات فعلی، جزئیات زیادی در خود ندارند.

به عقیده نیلمان اگر این یافته‌ها بتوانند در یک نمونه بزرگتر از کهکشان‌ها در ابتدای عالم تکرار شوند، ممکن است نیاز باشد درباره دانشمان در زمینه تکامل کهکشان‌ها تجدید نظر کنیم.