راز غیبت کهکشان‌های مارپیچی در صفحه ابرکهکشان

به گزارش خبرنگار نجوم خبرگزاری علم و فناوری خبرگزاری آنا، اخترفیزیکدانان می‌گویند پاسخی برای این موضوع پیدا کرده‌اند که چرا کهکشان‌های مارپیچی مانند کهکشان راه شیری تا حد زیادی در بخشی از کیهان به نام صفحه اَبَرکهکشانی گم شده‌اند.

در حالی که این صفحه مملو از کهکشان‌های بیضوی درخشان است، کهکشان‌های درخشان با بازو‌های مارپیچی – کهکشان‌های دیسکی- بسیار کمیابند.
اکنون تیمی بین‌المللی از پژوهشگران به سرپرستی دانشگاه دورهام بریتانیا و دانشگاه هلسینکی فنلاند می‌گویند که توزیع متفاوت کهکشان‌های بیضوی و دیسکی به دلیل شرایط متضاد داخل و خارج صفحه ابرکهکشان به وجود آمده.

در خوشه‌های کهکشانی متراکم واقع در صفحه ابرکهکشان، کهکشان‌ها فعل و انفعالات و ادغام‌های مکرر با کهکشان‌های دیگر را تجربه می‌کنند. این روند کهکشان‌های مارپیچی را به کهکشان‌های بیضوی- کهکشان‌های صاف و بدون ساختار ظاهری داخلی یا بازو‌های مارپیچی - تبدیل کرده و منجر به رشد سیاه‌چاله‌های پرجرم می‌شود.
در مقابل، دور از صفحه ابرکهکشان، کهکشان‌ها می‌توانند در انزوای نسبی تکامل یافته و ساختار مارپیچی خود را حفظ کنند.

پروفسور اوگدن از پژوهشگران این تحقیق گفت: «توزیع کهکشان‌ها در صفحه ابرکهکشانی واقعاً قابل توجه است. اگرچه این رویدادی نادر است، اما یک ناهنجاری کامل نیست؛ شبیه‌سازی‌ها جزئیات دقیق شکل‌گیری کهکشان‌ها، مانند تبدیل کهکشان‌های مارپیچ به بیضوی را از طریق ادغام کهکشان‌ها نشان می‌دهد.»
وی افزود: «همچنین، شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مدل استاندارد کیهان، براساس این ایده که بیشتر جرم آن ماده تاریک سرد است، می‌تواند برجسته‌ترین ساختار‌های کیهان، از جمله ساختار تماشایی که راه شیری بخشی از آن است را بازسازی کند.»

حل مشکل با شبیه‌سازی ابررایانه‌ای

این تیم از شبیه‌سازی ابررایانه‌ای SIBELIUS (شبیه‌سازی‌های فراتر از جهان محلی) استفاده کردند که سیر تکامل کیهان را از ۱۳.۸ میلیارد سال قبل تا امروز دنبال می‌کند.
در حالی که بیشتر شبیه‌سازی‌های کیهان‌شناختی تکه‌های تصادفی جهان را که نمی‌توان آن‌ها را مستقیماً با مشاهدات مقایسه کرد در نظر می‌گیرند، SIBELIUS ساختار‌های مشاهده‌شده از جمله صفحه ابرکهکشانی را دقیقاً بازسازی کرد. شبیه‌سازی نهایی به طور قابل ملاحظه‌ای با مشاهدات تلسکوپی مطابقت داشت.

این شبیه‌سازی نشان داد که بازو‌های کهکشان‌های مارپیچی واقع در صفحه ابرکهکشان، اغلب در اثر برخورد‌های خشونت بار کیهانی شکسته و آن‌ها را به شکل کهکشان‌های بیضوی صاف تبدیل می‌کند. این فرآیند همچنین ماده بیشتری را به درون سیاهچاله کلان جرم یک کهکشان وارد کرده و سیاهچاله را بزرگ‌تر می‌کند.

از سوی دیگر، کهکشان‌های مارپیچی که در مناطق دور از این برخورد‌ها یافت می‌شوند، می‌توانند ساختار‌های خود را حفظ کنند. این امر مانع از تکامل کهکشان‌های مارپیچی مانند راه‌شیری در محیط پر هرج و مرج صفحه ابرکهکشان نمی‌شود، اما می‌تواند مانع از بروز تغییرات اساسی آن‌ها شود.

راه شیری، بخشی از صفحه ابرکهکشان

کهکشان راه شیری بخشی است از یک ساختار بسیار بزرگ‌تر با نام اَبَرخوشه محلی، که شامل چندین خوشه کهکشانی عظیم و هزاران کهکشان منفرد است. به دلیل شکل کلوچه مانند آن که تقریباً یک میلیارد سال نوری وسعت دارد، به آن صفحه اَبَرکهکشانی نیز می‌گویند.

اکثر کهکشان‌های جهان به یکی از دو دسته تقسیم می‌شوند: اول، کهکشان‌های بیضوی، که عمدتاً از ستاره‌های قدیمی ساخته شده‌اند و حاوی سیاه‌چاله‌های مرکزی معمولاً بسیار پرجرم هستند، و دوم کهکشان‌های دیسکی ستاره‌ساز، با ساختار مارپیچی شبیه به راه شیری.
هر دو نوع کهکشان در ابرخوشه محلی نیز یافت می‌شوند. در حالی که صفحه ابرکهکشان مملو از بیضی‌های درخشان است، کهکشان‌های دیسکی درخشان به‌طور آشکاری غیبت دارند.