به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ به تقل ازخبرگزاری دانشجو؛ وقتی به آسمان نگاه می‌کنیم، کهکشان‌ها معمولاً مجموعه‌هایی عظیم از ستاره‌ها، گاز و غبار به نظر می‌رسند که در فاصله‌های بسیار دور از یکدیگر قرار گرفته‌اند؛ اما در مقیاس کیهانی، این ساختارها همیشه آرام و منزوی نیستند. بعضی از آنها با یکدیگر برخورد می‌کنند، برخی در هم ادغام می‌شوند و گاهی همین برخوردها می‌تواند شکل ظاهری یک کهکشان را به‌طور چشمگیری تغییر دهد.
اکنون رصدهای تازه تلسکوپ فضایی جیمز وب، توجه اخترشناسان را به کهکشانی جلب کرده است که حلقه‌ای از ستاره‌های جوان در ساختار آن دیده می‌شود. این کهکشان که GS۱۸۶۶۰ نام دارد، در دوره‌ای از تاریخ کیهان مشاهده شده که تنها حدود ۲.۱ میلیارد سال از مهبانگ گذشته بود. پژوهشگران آن را دورترین کهکشان حلقه‌ای شناخته‌شده از این نوع معرفی کرده‌اند؛ جرمی که می‌تواند به بررسی برخورد‌های کهکشانی در جهان اولیه کمک کند.
حلقه‌ای که شاید حاصل برخورد باشد
کهکشان GS۱۸۶۶۰ ابتدا به دلیل ظاهر کشیده‌اش در تصاویر قدیمی‌تر تلسکوپ فضایی هابل مورد توجه قرار گرفت؛ اما بررسی دقیق‌تر با جیمز وب، ساختاری متفاوت را آشکار کرد. داده‌های جدید نشان دادند که این کهکشان حلقه‌ای برجسته دارد و در بخش‌هایی از آن، شکل‌گیری ستاره‌های تازه جریان دارد. یکی از توضیح‌های احتمالی برای ایجاد چنین ساختاری، برخورد میان دو کهکشان است. در این سناریو، یک کهکشان کوچک‌تر از نزدیکی مرکز کهکشانی بزرگ‌تر عبور می‌کند و موجی از گاز را به اطراف می‌راند. این موج می‌تواند مانند حلقه‌هایی که پس از افتادن سنگ در آب شکل می‌گیرند، در محیط کهکشان گسترش پیدا کند.
با حرکت این موج، گاز در بخش‌هایی متراکم‌تر می‌شود و شرایط برای تولد ستاره‌های جدید فراهم می‌شود. در نتیجه، حلقه‌ای درخشان از ستاره‌ها شکل می‌گیرد که می‌تواند نشانه‌ای از یک برخورد کیهانی باشد. البته شکل حلقه‌ای به‌تنهایی برای اثبات برخورد کافی نیست. اخترشناسان برای بررسی این احتمال باید علاوه بر ظاهر کهکشان، حرکت گازها، ویژگی‌های شیمیایی و ارتباط آن با اجرام اطراف را نیز مطالعه کنند.
کهکشان مهمان چه سرنخی به جا گذاشته است؟
یکی از نکات مهم در بررسی GS۱۸۶۶۰، وجود یک کهکشان همراه کوچک‌تر در نزدیکی آن است. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد این جرم با سرعتی در حدود ۴۲۵ کیلومتر بر ثانیه نسبت به کهکشان اصلی در حال دور شدن است. پژوهشگران همچنین ساختاری گازی میان این دو جرم شناسایی کرده‌اند. تغییر سرعت گاز در امتداد این ساختار می‌تواند نشانه‌ای از برهم‌کنش میان دو کهکشان باشد.
موقعیت کهکشان همراه نیز با سناریوی برخورد سازگاری دارد. این جرم تقریباً در امتداد محور کوتاه‌تر کهکشان اصلی قرار گرفته است؛ موقعیتی که می‌تواند با عبور یک کهکشان از میان قرص کهکشان دیگر و حرکت آن به سمت بیرون مطابقت داشته باشد. با کنار هم گذاشتن این شواهد، فرضیه برخورد تقویت می‌شود؛ با این حال، هنوز نمی‌توان آن را توضیحی قطعی دانست. پژوهشگران برای نتیجه‌گیری مطمئن‌تر باید داده‌های بیشتری را بررسی کنند و احتمال‌های دیگر را نیز در نظر بگیرند.
برخورد چه زمانی اتفاق افتاده است؟
برآورد‌های پژوهشگران بر اساس سرعت و فاصله کهکشان همراه نشان می‌دهد که برخورد احتمالی ممکن است حدود ۱۷ تا ۴۲ میلیون سال پیش از زمانی رخ داده باشد که نور مشاهده‌شده از این سامانه، وضعیت آن را برای اخترشناسان آشکار می‌کند. این بازه زمانی با نشانه‌های مربوط به شکل‌گیری ستاره‌های تازه در حلقه همخوانی دارد. برآورد‌ها نشان می‌دهد حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد از جرم ستاره‌ای حلقه طی چند ده میلیون سال اخیرِ تاریخ آن شکل گرفته است.
چنین یافته‌ای این احتمال را تقویت می‌کند که برخورد، گاز‌های کهکشان را فشرده کرده و موجی از ستاره‌زایی را به راه انداخته باشد. به بیان دیگر، شکل ظاهری این کهکشان ممکن است تنها یک ویژگی دیداری نباشد، بلکه اثری از رویدادی باشد که بر فعالیت درونی آن نیز تأثیر گذاشته است. با وجود این، ارتباط زمانی میان برخورد احتمالی و افزایش شکل‌گیری ستاره‌ها به‌تنهایی رابطه علت و معلولی را ثابت نمی‌کند. ترکیب شواهد مربوط به شکل حلقه، جریان گاز و سن ستاره‌هاست که این توضیح را محتمل‌تر می‌کند.
چرا کشف این کهکشان اهمیت دارد؟
کهکشان‌های حلقه‌ای حاصل از برخورد، در جهان نزدیک به ما نیز وجود دارند؛ اما نمونه‌های آنها چندان رایج نیستند. شناسایی این ساختارها در فاصله‌های بسیار دور دشوارتر است، زیرا نور آنها پس از سفری طولانی به زمین می‌رسد و جزئیات ساختاری‌شان به‌آسانی قابل تشخیص نیست. از سوی دیگر، مطالعه کهکشان‌هایی که در جهان اولیه شکل گرفته‌اند، به اخترشناسان کمک می‌کند بفهمند ساختار‌های بزرگ کیهانی چگونه رشد کرده‌اند و برخورد‌های میان آنها چه نقشی در تحولشان داشته است.برخی برآورد‌های پیشین نشان می‌دادند که کهکشان‌های حلقه‌ای حاصل از برخورد در جهان اولیه نیز ممکن است به‌اندازه جهان امروزی نادر باشند؛ حدود یک مورد در هر ۱۰ هزار کهکشان. با این حال، یافته‌های مربوط به GS۱۸۶۶۰ این احتمال را مطرح می‌کند که چنین برخورد‌هایی در گذشته کیهان رایج‌تر از چیزی بوده باشند که پیش‌تر تصور می‌شد. این نتیجه هنوز برای تغییر قطعی برآورد‌های موجود کافی نیست. برای مشخص شدن فراوانی واقعی این ساختارها، باید نمونه‌های بیشتری شناسایی و بررسی شوند.
جیمز وب چگونه جزئیات پنهان را آشکار کرد؟
تلسکوپ فضایی جیمز وب برای مطالعه اجرام دوردست طراحی شده و ابزار‌های فروسرخ آن امکان بررسی بخش‌هایی از نور را فراهم می‌کنند که در مطالعات کهکشانی اهمیت زیادی دارند. انبساط جهان طول موج نور اجرام دوردست را افزایش می‌دهد و آن را به سمت طول موج‌های بلندتر منتقل می‌کند؛ پدیده‌ای که به انتقال به سرخ معروف است. ابزار‌های جیمز وب به پژوهشگران اجازه می‌دهند ساختار کهکشان‌ها را با جزئیات بیشتری بررسی کنند، حرکت گازها را بسنجند و اطلاعاتی درباره ترکیب شیمیایی و تاریخ شکل‌گیری ستاره‌ها به دست آورند. در مورد GS۱۸۶۶۰ نیز تصاویر دقیق‌تر و داده‌های طیفی به دانشمندان کمک کردند ساختار حلقه‌ای را شناسایی کنند و ارتباط احتمالی آن را با کهکشان همراه بسنجند؛ جزئیاتی که در تصاویر پیشین به این وضوح قابل بررسی نبودند. این یافته نشان می‌دهد که مطالعه کهکشان‌های دوردست فقط به معنای مشاهده اجرامی قدیمی نیست؛ بلکه می‌تواند امکان بازسازی رویداد‌هایی را فراهم کند که میلیارد‌ها سال پیش در تحول جهان نقش داشته‌اند.
آیا راز برخورد حل شده است؟
پاسخ فعلی هنوز قطعی نیست. شواهد موجود از فرضیه برخورد پشتیبانی می‌کنند، اما برای اثبات نهایی آن باید داده‌های بیشتری به دست آید. پژوهشگران باید مشخص کنند که آیا ساختار گازی و حرکت کهکشان همراه با سناریوی برخورد سازگاری کامل دارد یا توضیح دیگری نیز می‌تواند این ویژگی‌ها را توجیه کند. اهمیت GS۱۸۶۶۰ دقیقاً در همین نقطه است: این کهکشان نمونه‌ای کم‌یاب برای آزمودن فرضیه‌های مربوط به شکل‌گیری حلقه‌های ستاره‌ای در جهان اولیه به شمار می‌رود. اگر بررسی‌های آینده برخوردی بودن آن را تأیید کنند، اخترشناسان ممکن است ناچار شوند درباره فراوانی این نوع سامانه‌ها در گذشته کیهان تجدیدنظر کنند. در غیر این صورت نیز مطالعه آن می‌تواند به شناخت بهتر سازوکار‌هایی کمک کند که ساختار‌های غیرمعمول کهکشانی را پدید می‌آورند. در هر دو حالت، جیمز وب تصویری دقیق‌تر از جهانی ارائه می‌کند که در آن کهکشان‌ها از ابتدا ساختار‌هایی ثابت و تغییرناپذیر نبوده‌اند؛ بلکه در جریان برخوردها، جابه‌جایی گازها و تولد نسل‌های تازه ستاره‌ها، شکل گرفته و دگرگون شده‌اند.
