کشف بزرگترین کهکشان جهان

به گزارش تابناک به نقل از ایسنا، ستاره‌شناسان با استفاده از عمیق‌ترین مشاهدات IC 1101 تاکنون، قوی‌ترین اندازه‌گیری تا به امروز را از وسعت فیزیکی آن انجام داده‌اند و مرز جرم ستاره‌ای اصلی آن را در حدود ۲۶۰ کیلوپارسک از مرکز آن شناسایی کرده‌اند.

این یعنی این کهکشان حدود ۱.۷ میلیون سال نوری قطر دارد که طبق گفته تیمی به رهبری اخترفیزیکدان کارلوس ماررو د لا روسا(Carlos Marrero de la Rosa) از موسسه اخترفیزیک جزایر قناری اسپانیا، بزرگترین کهکشان شناخته شده تا به امروز است.

نکته جالب اینکه این کهکشان هنوز در حال رشد است. کارلوس می‌گوید: برای مقایسه، قطر قرص ستاره‌ای کهکشان راه شیری تقریباً بیست برابر کوچکتر است.

وی افزود: راه دیگر برای تصور اندازه آن، این است که اگر IC 1101 بین راه شیری و آندرومدا قرار می‌گرفت، بدنه ستاره‌ای اصلی آن تقریباً فضای بین دو کهکشان را پر می‌کرد.

کهکشان IC 1101 مدت‌ها است که به عنوان یک کهکشان بزرگ شناخته می‌شود. این کهکشان در خوشه کهکشانی Abell 2029 قرار دارد، مانند عنکبوتی سیر که در تار عنکبوت نشسته و با رضایتی می‌درخشد که تنها با تریلیون‌ها تریلیون ستاره قابل بیان است.

تعیین دقیق قطر آن تا حدودی چالش برانگیز بوده است، زیرا ستارگان در مرزهای بیرونی بدنه اصلی آن با نور پراکنده ستارگان که از خوشه اطراف آن عبور می‌کنند، مانند پاهای عنکبوت که با رشته‌های تار عنکبوت ترکیب می‌شوند، ترکیب می‌شوند.

کارلوس می‌گوید: یک کهکشان معمولاً مانند یک جسم جامد لبه تیزی ندارد. ستارگان آن با فاصله گرفتن از مرکز، به تدریج پراکنده‌تر می‌شوند. بنابراین «لبه» جایی نیست که ستارگان ناگهان ناپدید می‌شوند، بلکه شعاعی است که بدنه اصلی کهکشان از رفتار منسجم خود دست می‌کشد.

مشاهدات قبلی نشان داده بود که IC 1101 بسیار گسترده است، اما قادر به تعیین واضح آن لبه نبودند. از آنجا که کار پایان‌نامه دکترای کارلوس تا حدودی بر چالش‌های فنی یافتن لبه‌های کهکشان متمرکز بود، این کهکشان آزمایشگاه کاملی برای آزمایش تکنیک‌های انجام این کار بود.

کارلوس و همکارانش برای این مطالعه جدید از تلسکوپ ۲.۵ متری آیزاک نیوتن در رصدخانه روکه د لوس موچاچوس(Roque de los Muchachos) اسپانیا برای به دست آوردن عمیق‌ترین تصاویر گرفته شده از IC 1101 استفاده کردند.

سخت‌ترین قسمت، حذف دقیق نور پراکنده از ستارگان پیش‌زمینه و نور متمرکز روشن از مرکز خود IC 1101 بود. این بخش بسیار مهم است، زیرا نور اجرام درخشان می‌تواند توسط تلسکوپ و جو پخش شود و به عنوان ماده‌ای کم‌نور واقعی در حومه کهکشان ظاهر شود.

محققان پس از حذف این اثرات به دنبال تغییراتی در چندین ویژگی IC 1101 هنگام حرکت به سمت خارج از مرکز آن بودند.

در وسعت حدود ۲۶۰ کیلوپارسک، چندین چیز از جمله توزیع نور، رنگ ستارگان، میزان جرم ستاره‌ای و حتی شکل و جهت‌گیری کهکشان با هم تغییر کردند.

از آنجا که همه این اندازه‌گیری‌های مستقل تقریباً در فاصله یکسانی از مرکز کهکشانی در جهات مختلف تغییر می‌کردند، محققان این را به عنوان لبه بدنه ستاره‌ای اصلی IC 1101 تفسیر کردند که ساختاری به عرض ۵۲۰ کیلوپارسک یا ۱.۷ میلیون سال نوری است.

سپس چیزی غیرمنتظره پدیدار شد. کارلوس توضیح داد: پس از حذف نور پراکنده، میدان بسیار تمیزتر شد و چندین ساختار بسیار کم‌نور در اطراف IC 1101 قابل مشاهده شدند. برخی از آنها نامتقارن، رشته‌ای یا شبیه به ستون هستند که نشان می‌دهد ممکن است مربوط به رویدادهای برافزایشی گذشته یا تعامل با کهکشان‌های کوچک‌تر باشند.

وی افزود: نکته جالب توجه این بود که این ساختارها شبیه به نوسانات تصادفی پس‌زمینه نبودند. به نظر می‌رسید که آنها یک محیط پیچیده با درخشندگی سطحی کم در اطراف کهکشان تشکیل می‌دهند که با این ایده که IC 1101 هنوز در حال جمع‌آوری مواد در حومه خود است، سازگار است.

این ساختارها توضیح می‌دهند که چرا کهکشان می‌تواند لبه‌ای منسجم داشته باشد و همچنان در حال رشد باشد.

مرز کشف شده توسط محققان، لبه بدنه اصلی را نشان می‌دهد که بیشتر ستارگان کهکشان در آن قرار دارند، اما دامنه IC 1101 به آن مرز ختم نمی‌شود. در حومه پراکنده آن، ستارگان و بقایای کهکشان‌های کوچک‌تر همچنان جمع می‌شوند و به تدریج مواد را به سیستم عظیم اضافه می‌کنند.

جالب اینجا است که به نظر می‌رسد برخی از این ساختارهای بیرونی با آشفتگی‌های گسترده‌ای که در تابش پرتو ایکس اطراف IC 1101 دیده می‌شود، همسو هستند. این تابش، گاز داغی را نشان می‌دهد که به گفته محققان، ممکن است اثر انگشت ادغامی خارج از محور با یک خوشه کهکشانی کوچکتر در چند میلیارد سال پیش را حفظ کرده باشد.

این موضوع دو چیز را به ما می‌گوید. این یک سرنخ قوی در مورد چگونگی رسیدن کهکشان‌های غول‌پیکری مانند IC 1101 به اندازه‌های شگفت‌انگیز است و نشان می‌دهد که ساختارهای قادر به ساخت چنین هیولاهایی هنوز در جهان در حال کار هستند.

کارلوس می‌گوید: من در مورد اینکه IC 1101 حد نهایی مطلق است، محتاط خواهم بود؛ زیرا جهان هنوز ممکن است شامل سیستم‌های بسیار گسترده دیگری باشد که هنوز با عمق و دقت قابل مقایسه‌ای مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند، اما IC 1101 در حال حاضر یکی از قوی‌ترین محدودیت‌های رصدی است که ما در مورد میزان بزرگی یک کهکشان در جهان امروزی داریم.

اگر آنها وجود داشته باشند، ستاره‌شناسان دوست دارند آنها را شناسایی کنند، زیرا این غول‌ها سوابقی از شدیدترین تاریخچه‌های رشد کهکشانی را در خود نگه می‌دارند. آنها عمدتاً با ادغام با کهکشان‌های دیگر به چنین اندازه‌های عظیمی می‌رسند و آثار این ادغام‌ها در حومه آنها حفظ شده است.

محققان قصد دارند از تکنیک‌های خود برای جستجوی این کهکشان‌های غول‌پیکر استفاده کنند تا بفهمند که آیا IC 1101 واقعاً استثنایی است یا بخشی از جمعیتی از اجرام مشابه است که ما تاکنون نتوانسته‌ایم آنها را شناسایی کنیم.

اگر استثنایی باشد، ممکن است دریچه‌ای به چگونگی تکامل جهان ارائه دهد.

کارلوس گفت: کهکشان IC 1101 به نوعی، کهکشانی از آینده است، اما با گذشت زمان، کهکشان‌های عظیم‌تر و بیشتری ممکن است به اندازه‌های مشابه برسند.

وی افزود: به نظر می‌رسد در IC 1101، این فرآیند به طور غیرمعمولی کارآمد اتفاق افتاده است و به ما نگاهی اجمالی به آینده بسیاری از کهکشان‌های عظیم می‌دهد.

این یافته‌ها برای چاپ در مجله نجوم و اخترفیزیک (Astronomy & Astrophysics) پذیرفته شده است.