جزئیاتی از تحقیق جدید در مورد برخورد کهکشان راه شیری با آندرومدا

برخورد کهکشان راه شیری با یکی از کهکشان‌های همسایه‌اش در آینده رخ می‌دهد و در حالی که تا این اتفاق ۴ میلیارد سال باقی مانده، سوال اصلی این است که کدام سیستم ستاره‌ای جان سالم به در خواهد برد؟

شاید باورش سخت باشد، اما کهکشانی که در حال حاضر در آن زندگی می‌کنیم،‌ یعنی کهکشان راه شیری، در مسیر برخورد با یکی از سیستم‌های ستاره‌ای کنارش قرار دارد؛ البته تا این بخورد هنوز ۴ میلیارد سال زمان باقی مانده است،‌ اما ستاره شناسان از زمان اعلام خبر اتفاق تاکنون، بحث‌های زیادی را در مورد اینکه کدام کهکشان در این ابربرخورد از بین می‌رود، مطرح کرده‌اند.

نام کهکشان موردنظر آندرومدا (Andromeda) است که برخی آن را به عنوان کهکشان M31 هم می‌شناسند و تخمین زده می‌شود که این سیستم عظیم ستاره‌ای در فاصله ۲.۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد. تا پیش از این، اغلب دانشمندان معتقد بودن که برخورد کهکشان M31 با راه شیری تماما به ضرر ما خواهد بود، اما بر طبق مقاله‌ای که بیش از یک ماه پیش منتشر شد، می‌توان اطمینان داشت که اتفاق پیش رو برنده‌ای ندارد و برخوردی به یک میزان مخرب برای هر دو طرف در انتظار است.

تصویری از کهکشان آندرومدا

در این تحقیق که توسط تیمی از متخصصان ستاره شناسی به رهبری پراجوال کافله (Prajwal Kafle) از دانشگاهی در استرالیا انجام شده بود،‌ جرم آندرومدا با تقریبی بهتر محاسبه شد و برخلاف باور دانشمندان دیگر در دهه‌های گذشته، محققان فهمیدند که این کهکشان تنها یک سوم مقادیر برآورد شده، جرم دارد. به بیان دقیق‌تر، جرم آندرومدا تنها ۸۰۰ میلیارد برابر خورشید ما است!

جزئیاتی از تحقیق جدید در مورد برخورد کهکشان راه شیری با آندرومدا

با این حال چطور ممکن است که محاسبات کافله و تیمش تا این حد با برآوردهای پیشین اختلاف داشته باشد؛ این دانشمند می‌گوید که برای پژوهش جدید از روشی متفاوت که بر اساس پدیده سرعت گریز بود،‌ استفاده شد. سرعت گریز (Escape velocity) به میزان سرعت موردنیاز برای یک جرم آسمانی مانند یک ستاره گفته می‌شود که به منظور خارج شدن آن از جاذبه سیستمی بزرگ‌تر، مثل یک کهکشان، لازم است. بر طبق این مفهوم، سرعت گریزِ بیشتر به این معناست که میزان گرانش موجود بالاتر است،‌ پس ایجادکننده گرانش هم باید جرم بیشتری داشته باشد.

کافله می‌گوید که اگر شخصی بر روی مریخ بتواند میزان سرعت گریز موشکی که از زمین بلند شده است را محاسبه کند، از این طریق می‌توان میزان نیروی گرانش سیاره ما را اندازه گرفت و در نتیجه، به عدد جرم زمین دست یافت. تیم کافله از منطقی مشابه برای محاسبه جرم آندرومدا استفاده کردند و بررسی سرعت گریز ستاره‌های این کهکشان برای رسیدن به نتایج گزارش‌شده، نقشی حیاتی داشت.

البته برای تخمین جرم یک کهکشان دانشمندان باید علاوه بر آنچه که با چشم قابل رویت است، جرم‌های غیرقابل دیدنی مانند ماده تاریک (Dark matter) را هم ‌در نظر بگیرند. ماده تاریک نوعی از ماده است که با نور معمولی که اشیا اطراف را برای ما قابل رؤیت می‌کند،‌ واکنشی ندارد و تاکنون وجود آن مستقیما اثبات نشده است.

با این حال، در دهه ۶۰ میلادی متخصصان ستاره شناسی وجود ماده تاریک را با به روشی غیرمستقیم نتیجه‌گیری کردند؛ در آن زمان مشاهده شد که حرکت ستاره‌های کهکشان‌ها به گونه‌ای است که انگار جرم‌های بیشتری از آنچه که دیده می‌شود،‌ در اطراف آن‌ها وجود دارد و به همین دلیل ماده تاریک به عنوان توجیه اتفاقات مشاهده‌شده معرفی شد.

در دهه ۸۰ میلادی هم مقاله برجسته‌ای به چاپ رسید که در آن، دانشمندان اعلام کردند که ماده تاریک کهکشان‌ها ۶ برابر بیشتر از جرم قابل رویت موجود در این سیستم‌های ستاره‌ای است. به این ترتیب، برای روش کردن ابهامات برخورد کهکشانی پیش رو، کافله و همکارانش باید این حقیقت را در نظر می‌گرفتند که ستاره‌های موردبررسی برای دور شدن از کهکشان خود باید با نیروی جاذبه‌ی مقادیر زیادی ماده تاریک مقابله کنند.

با این حال کافله می‌گوید که روش‌های پیشین میزان ماده تاریک آندرومدا را بسیار بیشتر از مقدار واقعی تخمین زده‌اند؛‌ بر اساس این متدها، باید دو نوع حرکت محوری و نسبی ستاره‌های یک کهکشان مشخص شود تا بتوان جرم آن کهکشان را تخمین زد. این در حالی است که تلسکوپ‌های موجود به ‌اندازه کافی دقیق نیستند که حرکت ستاره‌های آندروما را با دقت مشخص کنند و به همین دلیل،‌ فرضیات در نظر گرفته شده برای تخمین جرم این کهکشان از مقدار واقعی فاصله زیادی گرفت.

از طرف دیگر،‌ کافله و همکارانش با استفاده از روش خود و به کمک سرعت گریز، نیاز به اندازه‌گیری حرکتی ستاره‌ها را از بین بردند و اطلاعات دقیق‌تری را در مورد برخورد کهکشان آندرومدا با راه شیری به دست آوردند.

آنچه که از کهکشان راه شیری بر روی زمین قابل رویت است.

حال پس از مشخص‌تر شدن جزئیات و ماهیت کهکشانی که با ما برخورد خواهد کرد،‌ سوال بعدی این است که پس از برخورد کهکشان‌ها چه اتفاقی رخ خواهد داد و جزئیات ترکیب دو سیستم ستاره‌ای چگونه است؛ کافله اظهار کرده که هنوز کار پژوهشی زیادی در این رابطه انجام ‌نشده و او و تیمش در قدم بعدی بر روی چنین جزئیاتی کار خواهند کرد.

با در نظر گرفتن تمام این نتایج،‌ موضوعی که می‌توان با قطعیت از آن صحبت کرد پیامدهای فاجعه‌بار برخورد کهکشان ما با سیستمی به همان اندازه عظیم است و اگر بشر تا چهار میلیارد سال دیگر سفر میان کهکشانی را عملی نکند، ادامه نسل ما به هیچ وجه امکان‌پذیر نخواهد شد.