در جستجوی ساختار مارپیچی

هنگامی که تصاویر عمقی در نور مرئی از رد ستاره‌ها به دست آمد، پژوهشگران ابتدا تصور کردند که این جریان نوعی بازوی مارپیچی است که به واسطه‌ی جریان‌های جذر و مدی کهکشان راه شیری ایجاد شده است. در این تصاویر که توسط سازمان انرژی تاریک (Dark Energy Survey) تهیه شده، ردی از ستاره‌ها از شمال به سمت شرق ابر بزرگ ماژلانی کشیده شده‌اند.

اما گروهی از محققان به سرپرستی گوتینا بسلا (Gurtina Besla) از دانشگاه آریزونا نظر تازه‌ای درباره‌ی داده‌های رسیده داشتند. آن‌ها ادعا کردند که رد ستاره‌ای به دلیل وجود تعامل بین ابر بزرگ ماژلان و ابر کوچک ماژلان ایجاد شده است. همچنین این گروه معتقدند چنین تعاملی دائمی و تکرارشونده است.

تصویر ۳۹ در ۲۷ درجه گسترده از ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک به ترتیب بالا و پایین. در تصویربرداری از فیلترهای رنگی و روشنایی استفاده شده.

یکی از راه‌های امتحان کردن این فرضیه‌ها، جستجو برای یافتن یک بازوی متقارن هم‌ارز در جنوب ابر ماژلانی بزرگ است که به سمت غرب کشیده شده باشد. اگر وجود رد ستاره‌ای به دلیل نیروهای کششی کهکشان راه شیری باشد، می‌بایست چنین بازوی متقارنی هم جنوب ابر ماژلانی دیده شود. سازمان انرژی تاریک نواحی جنوبی ابر ماژلانی بزرگ را برای تصویربرداری در میدان دید خود ندارد، اما بسلا و همکارانش با استفاده از تلسکوپ‌های روباتیک کوچک موفق شدند این منطقه را با زمان نوردهی طولانی تصویربرداری کنند. این روش بسیار کم هزینه و مقرون به صرفه نیز بود.

اطراف ابر ماژلانی بزرگ بخش شمالی تصویر نوار سیاه  ستاره‌ای که در مساحی DES دیده شد. بخش C زیرساختار نام گرفته.

شبیه‌سازی برهم‌کنش‌های گذشته و حال

رصدهای عمقی از ابرهای ماژلانی کوچک و بزرگ اثبات کردند که هیچ بازوی متقارنی در اطراف این دو کهکشان وجود ندارد. به همین دلیل فرضیه‌ی وجود نیروهای جذر و مدی کهکشانی نادرست از آب درآمد و احتمال درستی فرضیه‌ی وجود تعامل میان ابر بزرگ و ابر کوچک ماژلانی بیشتر شد. اما بسلا و همکارانش برای بررسی بیشتر این پدیده، برهم‌کنش‌های میان ابر بزرگ و ابر کوچک ماژلانی را شبیه‌سازی کردند. این شبیه سازی به دو شکل انجام شد. در حالت اول ابرهای ماژلانی به صورت منفرد بررسی شدند و در حالت دوم حضور کهکشان راه شیری هم به عنوان همسایه‌ای پرجرم در نظر گرفته شد.

شبیه سازی ابرهای ماژلانی به صورت منفرد و تابعی از زمان. بقیه تصاویر غیر از نمودار مراحل مختلف. مکان ابر ماژلانی کوچک با ستاره‌ی آبی رنگ نشان داده شده. اینحا فقط اجرامی که متعلق به ابر بزرگ هستند در نظر گرفته شده‌اند.

این شبیه‌سازی‌ها فرضیه‌ی اولیه‌ی گروه پژوهشی بسلا را تأیید می‌کردند. با وجودی که کهکشان راه شیری نقش بسیار تأثیرگذاری در توزیع نهایی ابر ماژلانی بزرگ داشته است، اما تعامل‌های نزدیک میان ابر بزرگ و ابر کوچک ماژلانی دلیل اصلی ساختار غیرمتقارنی است که اخیراً رصد شده. شبیه‌سازی انجام شده پیشبینی می‌کند که این دو کهکشان کوتوله به تعامل با یکدیگر ادامه می‌دهند تا جایی که در نهایت با هم ادغام شوند. البته این پیشبینی‌ها می‌بایست با رصدهای آینده که کیفیت و وضوح بالایی دارند مقایسه شوند تا بهتر بتوان راجع به آینده‌ی ابرهای ماژلانی اظهار نظر کرد.

ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک دو کهکشانی هستند که به همراه کهکشان راه شیری در گروه محلی قرار گرفته‌اند. گروه محلی شامل چند ده کهکشان و کهکشان کوتوله است که در اشکال مارپیچی، بیضوی یا بی‌نظم هستند. ابر ماژلانی بزرگ نزدیک ترین همسایه‌ی کوتوله‌ی ماست که در فاصله‌ی 150000 سال نوری قرار گرفته است. ابر ماژلانی کوچک کمی دورتر است و فاصله‌اش تا کهکشان ما 180000 سال نوری تخمین زده شده است. این کهکشان‌ها در آسمان نیمکره‌ی جنوبی و در نزدیکی ستاره‌ی سهیل با چشم غیر مسلح مانند دو ستاره‌ی کم نور دیده می‌شوند. به نظر می‌رسد نخستین بار عبدالرحمان صوفی، منجم ایرانی قرن دهم میلادی، در کتاب «صورالکواکب» خود نام این دو کهکشان کوتوله را آورده باشد.

منبع:

Scientifc American

ابر ماژلانی بزرگ

منابع مفید:

کهکشان راه شیری

آلفا قنطورس

فضای میان ستاره‌ای

پیرترین کهکشان‌ها - ۱

پیرترین کهکشان‌ها - ۲

Atlas of the universe

Dwart Galaxies

Large Magellanic Cloud - WIKI