تینا مزدکی_پژوهشی جدید با استفاده از دادههای تلسکوپ فضایی هابل ناسا نشان میدهد روند شکلگیری ستارهها در کهکشان نزدیک آندرومدا طی ۵۰۰ میلیون سال گذشته کاهش یافته و این روند در ۴۰ میلیون سال اخیر با سرعت بیشتری ادامه پیدا کرده است.
آندرومدا، کهکشانی مارپیچی با ابعادی مشابه راه شیری، آنقدر به زمین نزدیک است که در مناطق تاریک و به دور از آلودگی نوری با چشم غیرمسلح نیز قابل مشاهده است. این کهکشان در فاصله حدود ۲.۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد؛ فاصلهای که از دیدگاه کیهانی بسیار نزدیک محسوب میشود و به اخترشناسان امکان میدهد جمعیت ستارهای آن را با جزئیات بررسی کرده و درک بهتری از گذشته کهکشانهایی مانند راه شیری به دست آورند.
بازخوانی تاریخ آندرومدا از روی ستارههایش
برای دستیابی به این نتایج، پژوهشگران دادههای دو پروژه نقشهبرداری هابل شامل Panchromatic Hubble Andromeda Treasury و Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury را با یکدیگر ترکیب کردند. این دو پروژه در مجموع حدود دو سوم قرص کهکشان آندرومدا را با وضوحی بسیار بالا تصویربرداری کردهاند.
در مجموع، تیم پژوهشی حدود ۲۰۰ میلیون ستاره را در سراسر این کهکشان اندازهگیری و بررسی کرد؛ دادههایی که تصویری دقیق از فعالیتهای گذشته آندرومدا در اختیار دانشمندان قرار داد. بن ویلیامز، ستارهشناس دانشگاه واشنگتن و از نویسندگان این مطالعه، گفت: «ما باید ستارههای منفرد را اندازهگیری کنیم، زیرا آنها همانند فسیلهایی هستند که تاریخ شکلگیری کهکشان را ثبت کردهاند. هابل تنها تلسکوپی است که میتواند در آندرومدا، هم وضوح فضایی کافی و هم پوشش گسترده لازم برای انجام چنین مطالعهای را فراهم کند.»
ستارههای پرجرم معمولاً آبیرنگ و عمر کوتاهی دارند، در حالی که ستارههای کمجرم سرختر هستند و عمر بیشتری میکنند. به همین دلیل، مناطقی که در گذشته نزدیک شاهد شکلگیری ستارههای جدید بودهاند، سهم بیشتری از ستارههای آبی را در خود جای دادهاند، در حالی که مناطق کمفعالتر عمدتاً از ستارههای سرخ تشکیل شدهاند.
پژوهشگران تصاویر آندرومدا را به هزاران مربع تقسیم کردند که هر یک مساحتی معادل ۳۰۰ سال نوری در هر ضلع داشت. سپس تاریخچه شکلگیری ستارهها را در هر بخش بررسی کردند تا تصویری جامع از گذشته این کهکشان به دست آورند.
مطالعات پیشین نشان داده بود که آندرومدا حدود ۲ میلیارد سال پیش یک دوره شدید شکلگیری ستاره را تجربه کرده است؛ رخدادی که احتمالاً در نتیجه برهمکنش یا ادغام با کهکشانی دیگر رخ داده بود. از آن زمان تاکنون، روند تولد ستارهها بهطور مداوم کاهش یافته است.
افت شدیدتر در دهها میلیون سال اخیر
اخترشناسان نرخ شکلگیری ستارهها را بر اساس میزان جرم گاز و غباری که هر سال به ستاره تبدیل میشود، اندازهگیری میکنند. نتایج این پژوهش نشان میدهد که حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش آندرومدا سالانه معادل جرم یک خورشید ستاره تولید میکرد، اما این میزان تا ۴۰ میلیون سال پیش به حدود نیم جرم خورشید در سال کاهش یافت. امروزه این نرخ حتی کمتر شده و به حدود یکپنجم جرم خورشید در سال رسیده است.
تیم پژوهشی همچنین بررسی کرد که آیا این کاهش در سراسر کهکشان به یک اندازه رخ داده یا تنها در مناطق خاصی متمرکز بوده است. نتایج نشان داد بخش عمده شکلگیری ستارههای جدید در حلقهای ستارهزا در فاصله حدود ۳۲ هزار سال نوری از مرکز کهکشان رخ داده است. در نتیجه، بخش بزرگی از افت ثبتشده ناشی از کاهش فعالیت در همین ناحیه است.
پژوهشگران معتقدند این کاهش الزاماً به دلیل کمبود مواد اولیه برای تولد ستارههای جدید نیست، بلکه احتمالاً نتیجه طبیعی پایان یافتن یک دوره بسیار فعال از شکلگیری ستارههاست.
توبین وینر، نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه واشنگتن، در این باره گفت: «درست مثل زمانی که پس از دویدن یک ماراتن نیاز دارید کمی استراحت کنید، این کهکشان هم اکنون در حال نفس تازه کردن است.»
آیا کهکشان M۳۲ عامل این تغییر است؟
تیم تحقیقاتی همچنین بررسی کرد که آیا کاهش فعالیت ستارهزایی در آندرومدا میتواند با نزدیکی آن به کهکشان اقماری M۳۲ (مسیه ۳۲) مرتبط باشد یا خیر.
این کهکشان در تصویر آسمان حدود ۱۶ هزار سال نوری از آندرومدا فاصله دارد، اما موقعیت دقیق سهبعدی آن هنوز مشخص نیست. به همین دلیل، اخترشناسان نمیدانند که آیا M۳۲ در گذشته با آندرومدا برخورد یا برهمکنشی داشته است یا خیر.
ژوئو چن، از پژوهشگران دانشگاه واشنگتن و از نویسندگان این مطالعه، گفت: «یکی از مهمترین انگیزههای اجرای این پروژه، بررسی احتمال برهمکنش میان M۳۲ و قرص کهکشان آندرومدا بود.»
دادههای پروژه Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury به پژوهشگران اجازه داد تاریخچه شکلگیری ستارهها را در ناحیه مجاور M۳۲ بررسی کنند. آنها دریافتند این منطقه نسبت به سایر بخشهای کهکشان کاهش بیشتری در فعالیت ستارهزایی داشته است.
به گفته پژوهشگران، آغاز این کاهش که حدود ۶۰ میلیون سال پیش رخ داده، میتواند سرنخی برای تعیین زمان برهمکنش احتمالی M۳۲ با آندرومدا باشد. وینر در این باره گفت: «نمیتوانیم با قطعیت بگوییم کاهش شکلگیری ستارهها مستقیماً به دلیل M۳۲ رخ داده است، اما این کهکشان درست در همان نزدیکی قرار دارد و در حال حاضر محتملترین مظنون به شمار میرود.»
تلسکوپ رومن، گام بعدی در مطالعه آندرومدا
پژوهشگران قصد دارند به تحلیل دادههای هابل ادامه دهند و آنها را با مشاهدات رصدخانههای زمینی ترکیب کنند تا اطلاعات بیشتری درباره تاریخچه آندرومدا به دست آورند. راجا گوها تاکورتا، از دانشگاه کالیفرنیا در سانتا کروز و از نویسندگان این پژوهش، گفت: «دادههای آرشیوی هابل ارزش علمی بسیار بالایی دارند. آندرومدا اهمیت ویژهای دارد، زیرا آنقدر به ما نزدیک است که میتوانیم آن را با جزئیات بسیار زیاد بررسی کنیم و در عین حال تصویری کلی از ساختار آن نیز داشته باشیم.»
با این حال، انتظار میرود تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا که قرار است از ۳۰ اوت به فضا پرتاب شود، دیدگاهی بسیار گستردهتر از آندرومدا در اختیار دانشمندان قرار دهد.
میدان دید این تلسکوپ در طول موج فروسرخ نزدیک، در هر بار رصد میتواند بیش از ۱۰۰ برابر مساحت قابل مشاهده توسط هابل را پوشش دهد. بر اساس برنامهای که بهتازگی تأیید شده است، رومن از تمام قرص کهکشان آندرومدا و بخشهایی از هاله اطراف آن تصویربرداری خواهد کرد؛ اقدامی که امکان بررسی صدها میلیون ستاره را فراهم کرده و راه را برای کشفهای علمی تازه هموار خواهد ساخت.
منبع: phys
۲۲۷۳۲۳
