بزرگترین کهکشان جهان کشف شد

فرارو- بزرگ‌ترین کهکشان شناخته‌شده ۱.۷ میلیون سال نوری وسعت دارد و ما قادر به درک این مقیاس نیستیم. 

به گزارش فرارو به نقل از ساینس آلرت، کیهان می‌تواند شگفتی‌های عجیبی را به نمایش بگذارد، به خصوص وقتی صحبت از مقیاس باشد. 

از سیاه‌چاله‌های غول‌پیکر گرفته تا دیوارهای عظیم ورقه‌ای شکل کهکشان‌ها، واقعیت ما پر از چیزهای عجیب و غریب و گیج‌کننده است. 

اما کهکشانی به نام IC ۱۱۰۱ به طرز چشمگیری از حد بالای حالت عادی فراتر رفته است. 

با استفاده از عمیق‌ترین مشاهدات IC ۱۱۰۱، ستاره‌شناسان 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 حدود ۱.۷ میلیون سال نوری قطر دارد - که طبق گفته تیمی به رهبری اخترفیزیکدان کارلوس ماررو د لا روسا از موسسه اخترفیزیک جزایر قناری اسپانیا، بزرگترین کهکشان شناخته شده تا به امروز است. 

و اما نکته جالب؟ هنوز در حال رشد است. 

ماررو د لا روسا به ScienceAlert گفت: «برای مقایسه، قطر دیسک ستاره‌ای کهکشان راه شیری تقریباً بیست برابر کوچکتر است.» 

«راه دیگر برای تصور اندازه آن این است که اگر IC ۱۱۰۱ بین کهکشان راه شیری و آندرومدا قرار گیرد، بدنه ستاره‌ای اصلی آن تقریباً فضای بین دو کهکشان را پر می‌کند.» 

IC ۱۱۰۱ مدت‌هاست که به عنوان کهکشانی عظیم شناخته می‌شود. این کهکشان در میان خوشه‌ای به نام «آبل ۲۰۲۹» (Abell ۲۰۲۹) قرار گرفته است؛ درست مانند عنکبوتی سیر و فربه که در مرکز تار خود نشسته و از رضایتی می‌درخشد که تنها با تریلیون‌ها تریلیون ستاره قابل بیان است. 

اما تعیین دقیق قطر آن همواره چالش‌برانگیز بوده است، زیرا ستارگانِ لبه‌های بیرونیِ بدنه اصلیِ آن با نورِ پراکنده‌ی ستارگانِ موجود در خوشه‌ی پیرامونشان درمی‌آمیزند؛ درست همان‌طور که پاهای عنکبوت با رشته‌های تار او یکی به نظر می‌رسند. 

ماررو دِ لا روسا (Marrero de la Rosa) می‌گوید: «کهکشان معمولاً مرز مشخص و تیزی مانند یک جسم صلب ندارد. تراکم ستارگان آن با افزایش فاصله از مرکز، به‌تدریج کمتر و پراکنده‌تر می‌شود.» 

«بنابراین، «لبه» کهکشان نقطه‌ای نیست که ستارگان ناگهان در آنجا ناپدید شوند، بلکه شعاعی است که در آن، بدنه‌ی اصلی کهکشان دیگر به عنوان یک ساختار یکپارچه و منسجم رفتار نمی‌کند. »

رصدهای پیشین نشان داده بودند که IC ۱۱۰۱ وسعت بسیار زیادی دارد، اما نتوانسته بودند مرز دقیق آن را به‌وضوح مشخص کنند. از آنجا که بخشی از پژوهش‌های پایان‌نامه‌ی دکتری ماررو دِ لا روسا بر چالش‌های فنیِ یافتنِ مرزهای کهکشانی متمرکز بود، این کهکشان به آزمایشگاهی ایده‌آل برای آزمودنِ روش‌های مربوطه تبدیل شد. 

او و همکارانش برای این مطالعه‌ی جدید، از تلسکوپ ۲.۵ متری «آیزاک نیوتن» در رصدخانه‌ی «روکه دِ لوس موچاچوس» (Roque de los Muchachos) در اسپانیا استفاده کردند تا عمیق‌ترین تصاویرِ ثبت‌شده تاکنون از IC ۱۱۰۱ را به دست آورند. 

اما دشوارترین مرحله در ادامه قرار داشت: حذفِ بسیار دقیق و پرزحمتِ نورهای پراکنده‌ی ناشی از ستارگانِ پیش‌زمینه و همچنین نورِ درخشان و متمرکزِ ساطع‌شده از مرکزِ خودِ IC ۱۱۰۱. 

این بخش بسیار حیاتی است، زیرا نور اجرام درخشان ممکن است توسط تلسکوپ و جوّ پخش شده و به اشتباه به عنوان ماده‌ای واقعی و کم‌نور در حاشیه کهکشان جلوه کند. 

پس از حذف این اثرات، تیم پژوهشی به بررسی تغییرات چندین ویژگی کهکشان IC ۱۱۰۱ در مسیر حرکت از مرکز به سمت بیرون پرداخت. 

در فاصله حدود ۲۶۰ کیلوپارسک، چندین ویژگی هم‌زمان تغییر کردند: توزیع نور، رنگ ستارگان، میزان جرم ستاره‌ای و حتی شکل و جهت‌گیری کهکشان. 

از آنجا که تمام این اندازه‌گیری‌های مستقل تقریباً در فاصله‌ای یکسان از مرکز کهکشان و در جهت‌های مختلف تغییر کردند، پژوهشگران این پدیده را به عنوان مرزِ بدنه اصلی ستاره‌ای IC ۱۱۰۱ تفسیر کردند؛ ساختاری که ۵۲۰ کیلوپارسک (معادل ۱.۷ میلیون سال نوری) وسعت دارد. 

اما سپس، موضوعی غیرمنتظره آشکار شد. 

ماررو دِ لا روسا توضیح داد: «پس از حذف نور پراکنده، تصویر بسیار شفاف‌تر شد و چندین ساختار بسیار کم‌نور در اطراف IC ۱۱۰۱ نمایان گشت. برخی از این ساختارها نامتقارن، رشته‌مانند یا شبیه به توده (پلوم) هستند؛ امری که نشان می‌دهد آن‌ها ممکن است با رویدادهای پیشینِ جذب ماده یا برهم‌کنش با کهکشان‌های کوچک‌تر مرتبط باشند.» 

«نکته به‌ویژه جالب‌توجه این بود که این ساختارها شباهتی به نوسانات تصادفی پس‌زمینه نداشتند. به نظر می‌رسید آن‌ها محیطی پیچیده با درخشندگی سطحی پایین در اطراف کهکشان تشکیل می‌دهند؛ وضعیتی که با این ایده همخوانی دارد که IC ۱۱۰۱ همچنان در حال جذب و گردآوری ماده در نواحی پیرامونی خود است.» 

این ساختارها توضیح می‌دهند که چرا این کهکشان می‌تواند مرزی مشخص و یکپارچه داشته باشد و در عین حال همچنان در حال رشد باشد. 

مرزی که پژوهشگران کشف کرده‌اند، نشان‌دهنده‌ی لبه‌ی بخش اصلی کهکشان است؛ یعنی همان‌جایی که بیشتر ستارگان کهکشان در آن جای گرفته‌اند. 

اما گستره‌ی IC ۱۱۰۱ به آن مرز ختم نمی‌شود. در نواحی پیرامونی و پراکنده‌ی آن، ستارگان و بقایای کهکشان‌های کوچک‌تر همچنان انباشته می‌شوند و به‌تدریج بر جرم این سامانه‌ی عظیم می‌افزایند. 

و نکته‌ی بسیار جالب‌توجه اینکه، به نظر می‌رسد برخی از آن ساختارهای بیرونی با آشفتگی‌های عظیمی که در تابش پرتو ایکسِ پیرامون IC ۱۱۰۱ دیده می‌شود، هم‌راستا هستند. این تابش، ردپای گاز داغی را نشان می‌دهد که به گفته‌ی پژوهشگران، ممکن است حامل نشانه‌هایی از یک ادغامِ خارج از محور (غیرمرکزی) با یک خوشه‌ی کهکشانی کوچک‌تر در چند میلیارد سال پیش باشد. 

این موضوع دو نکته را برای ما روشن می‌کند: نخست اینکه سرنخی قوی درباره‌ی چگونگی دستیابی کهکشان‌های غول‌پیکری همچون IC ۱۱۰۱ به چنین ابعاد عظیمی به دست می‌دهد؛ و دوم اینکه نشان می‌دهد سازوکارِ شکل‌دهنده‌ی چنین غول‌هایی، همچنان در کیهان فعال است. 

ماررو دِ لا روسا به وب‌سایت «ساینس‌آلرت» (ScienceAlert) گفت: «من در مورد اینکه IC ۱۱۰۱ را حد نهاییِ مطلق بدانیم، محتاط عمل می‌کنم؛ زیرا ممکن است هنوز سامانه‌های بسیار گسترده‌ی دیگری در کیهان وجود داشته باشند که با دقتی مشابه و به همان اندازه عمیق، مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند.» 

«با این حال، IC ۱۱۰۱ در حال حاضر یکی از قوی‌ترین شواهد رصدی است که در اختیار داریم تا دریابیم یک کهکشان در کیهانِ کنونی تا چه حد می‌تواند بزرگ شود.» 

اگر چنین کهکشانی‌هایی وجود داشته باشند، اخترشناسان مشتاق شناسایی آن‌ها هستند؛ زیرا این غول‌های کیهانی، سوابقِ شدیدترین فرآیندهای رشد کهکشانی را در خود حفظ کرده‌اند. آن‌ها عمدتاً از طریق جذب و ادغام با سایر کهکشان‌ها به چنین ابعاد عظیمی می‌رسند و ردپای این ادغام‌ها در نواحی پیرامونی‌شان باقی می‌ماند. 

مطلب مرتبط: این ساختار عظیم کهکشانی ۲۳ میلیون سال نوری طول دارد و درک آن برای ما دشوار است

پژوهشگران قصد دارند با به‌کارگیری روش‌های خود، به جستجوی این کهکشان‌های غول‌پیکر بپردازند تا دریابند که آیا IC ۱۱۰۱ واقعاً موردی استثنایی است یا بخشی از گروهی از اجرام مشابه که تاکنون موفق به شناسایی آن‌ها نشده‌ایم. 

و اگر این کهکشان استثنایی باشد، ممکن است دریچه‌ای به سوی چگونگی تکامل آینده‌ی کیهان بگشاید. 

ماررو دِ لا روسا (Marrero de la Rosa) می‌گوید: «IC ۱۱۰۱ به نوعی کهکشانِ آینده است؛ چرا که با گذشت زمان، ممکن است کهکشان‌های عظیمِ بیشتری به ابعادی مشابه آن دست یابند.» 

«به نظر می‌رسد که این فرآیند در مورد IC ۱۱۰۱ با کارایی غیرمعمولی رخ داده است و تصویری از آینده‌ی احتمالی بسیاری از کهکشان‌های عظیم را پیش روی ما قرار می‌دهد.» 

این یافته‌ها در نشریه «Astronomy & Astrophysics» پذیرفته شده و در وب‌سایت arXiv در دسترس هستند.