ستاره شناسان یک شکاف در یکی از بازو‌های مارپیچی کهکشان راه شیری پیدا کردند

فرادید| این ویژگی تازه کشف شده، دید عمیق تری در جهت شناخت بهتر ساختار بزرگ مقیاس کهکشان ما ارائه میدهد. ویژگی‌ای که تا به حال شناخته نشده بود: گروهی از ستارگان جوان و ابر‌های گازی تشکیل دهنده ستارگان در حال بیرون آمدن از یکی از بازو‌های مارپیچی راه شیری هستند، مانند تراشه‌ای که از یک تخته چوبی بیرون می‌زند.

به گزارش فرادید؛ این ساختار که حدود ۳۰۰۰ سال نوری گسترده شده، اولین ساختار بزرگی است که با جهت گیری بسیار متفاوت نسبت به جهت بازو شناخته شده است. ستاره شناسان تصوری تقریبی از اندازه و شکل بازو‌های کهکشان راه شیری دارند، اما بخش زیادی هنوز ناشناخته است: آن‌ها نمی‌توانند ساختار کامل کهکشان ما را ببینند، زیرا زمین در داخل آن قرار دارد. این کار مانند ایستادن در وسط میدان تایمز و تلاش برای ترسیم نقشه‌ای از جزیره منهتن است.

برای کسب اطلاعات بیشتر، نویسندگان مطالعه جدید بر روی بخش نزدیک یکی از بازو‌های کهکشان به نام قوس تمرکز کردند. آن‌ها با استفاده از تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا قبل از بازنشستگی در دی ۱۳۹۹، به دنبال ستاره‌های تازه متولد شده واقع در ابر‌های گاز و گرد و غبار (که سحابی نامیده می‌شوند) بودند. اسپیتزر نور فروسرخی را که می‌تواند در این ابر‌ها نفوذ کند، آشکار می‌کند، در حالی که نور مرئی (آنچه که چشم انسان می‌بیند) از آن عبور نمی‌کند.

تصور می‌شود که ستارگان و سحابی‌های جوان با بازو‌هایی که در آن مستقرند، در یک راستا هستند. دانشمندان برای به دست آوردن نمای سه بعدی از بازوها، از آخرین داده‌های ماموریت Gaia برای اندازه گیری دقیق فاصله تا ستارگان استفاده کردند. داده‌های ترکیب شده نشان داد که ساختار بلند و نازک مرتبط با بازوی قوس از ستارگان جوانی ساخته شده است که تقریبا با سرعت و مسیر یکسان در فضا حرکت می‌کنند.

مایکل کوهن، اخترفیزیکدان Caltech و نویسنده اصلی مقاله جدید، می‌گوید: ویژگی کلیدی بازو‌های مارپیچی این است که آن‌ها چقدر محکم در اطراف یک کهکشان می‌چرخند. این ویژگی با زاویه pitch (زاویه بین خط مماس بر بازوی مارپیچ و خط عمود بر بردار شعاع) بازو اندازه گیری شده است. یک دایره دارای زاویه pitch صفر درجه است و با بازتر شدن مارپیچ، زاویه pitch افزایش می‌یابد.

اکثر مدل‌های راه شیری نشان می‌دهند که بازوی قوس یک مارپیچ را تشکیل می‌دهد که دارای زاویه pitch حدود ۱۲ | درجه است، اما ساختار مورد بررسی ما با زاویه نزدیک به ۶۰ درجه خودنمایی می‌کند. ساختار‌های مشابه معمولا از بازو‌های دیگر کهکشان‌های مارپیچی بیرون زده اند. اما دانشمندان برای دهه‌ها دراین فکر بودند که آیا بازو‌های مارپیچی راه شیری نیز دارای چنین ساختار‌هایی هستند یا نسبتا صاف اند؟

ویژگی تازه کشف شده شامل چهار سحابی است که به زیبایی خیره کننده شان معروف هستند: سحابی عقاب (که شامل ستون‌های آفرینش است)، سحابی امگا، سحابی سه تکه و سحابی مرداب. در دهه ۱۹۵۰، گروهی از ستاره شناسان اندازه گیری فاصله تقریبی برخی از ستارگان این سحابی‌ها را انجام دادند و توانستند به وجود بازوی قوس پی ببرند. کار آن‌ها برخی از اولین شواهد مبنی بر ساختار مارپیچی کهکشان ما را ارائه داد.

محققان در این مطالعه جدید همچنین به فهرست بیش از صد هزار ستاره تازه متولد شده تکیه کردند. این فهرست را اسپیتزر در یک بررسی کهکشان موسوم به GLIMPSE کشف کرده است. کوهن می‌گوید: وقتی داده‌های گایا و اسپیتزر را کنار هم قرار میدهیم و در نهایت این نقشه سه بعدی دقیق را مشاهده می‌کنیم، می‌بینیم که پیچیدگی‌های زیادی در این منطقه وجود دارد که قبلا مشخص نبوده است.

ستاره شناسان هنوز کاملا نمی‌دانند چه چیزی باعث شکل گیری بازو‌های مارپیچی در کهکشان‌هایی مانند راه شیری می‌شود. از آنجایی که ما قادر به دیدن ساختار کامل راه شیری نیستیم، توانایی اندازه گیری حرکت ستارگان منفرد برای درک این پدیده مفید است. ستارگان واقع در این ساختار تازه کشف شده احتمالا در همان زمان و در همان ناحیه تشکیل شده اند و منحصرا تحت تاثیر نیرو‌های درون کهکشان از جمله گرانش و شکاف ناشی از چرخش کهکشان قرار داشته اند.

رابرت بنجامین، اخترفیزیکدان و محقق اصلی GLIMPSE می‌گوید: این ساختار قطعه کوچکی از راه شیری است، اما می‌تواند چیز مهمی در مورد کهکشان به ما بگوید.

منبع: nasa.gov