سرعت شگفت‌انگیز ستاره‌ها در لبه کهکشان راه شیری

فیزیکدانان دانشگاه «ام‌آی‌تی»(MIT) با سنجش سرعت ستاره‌ها در سراسر کهکشان راه شیری دریافتند که ستاره‌های دورتر یک قرص کهکشانی در مقایسه با ستاره‌هایی که به مرکز کهکشان نزدیک‌تر هستند، کندتر از حد انتظار حرکت می‌کنند. این یافته‌ها یک احتمال شگفت‌انگیز را به وجود می‌آورند و آن احتمال این است که شاید هسته گرانشی راه شیری از نظر جرم سبک‌تر و حاوی ماده تاریک کمتری باشد.

به نقل از ساینس دیلی، این نتایج جدید براساس تحلیل گروه پژوهشی دانشگاه ام‌آی‌تی در مورد داده‌های ثبت‌شده با تلسکوپ‌های «گایا»(Gaia) و «APOGEE» به دست آمده‌اند. گایا یک تلسکوپ فضایی در مدار زمین است که مکان، فاصله و حرکت دقیق بیش از یک میلیارد ستاره را در سراسر کهکشان راه شیری ردیابی می‌کند اما تلسکوپ APOGEE یک بررسی زمینی را انجام می‌دهد. فیزیک‌دانان ام‌آی‌تی، بررسی‌های گایا را در مورد بیش از ۳۳ هزار ستاره، از جمله برخی از دورترین ستاره‌های کهکشان تحلیل کردند و با توجه به فاصله ستاره از مرکز کهکشان توانستند سرعت دایره‌ای هر ستاره یا سرعت چرخش یک ستاره را در قرص کهکشانی تعیین کنند.

آنها سرعت هر ستاره را در برابر فاصله آن قرار دادند تا یک منحنی چرخش را ایجاد کنند. منحنی چرخش، یک نمودار استاندارد در ستاره‌شناسی است که سرعت چرخش ماده را در یک فاصله معین از مرکز کهکشان نشان می‌دهد. شکل این منحنی می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند که چقدر ماده مرئی و ماده تاریک در سراسر یک کهکشان توزیع شده است.

«لینا نصیب»(Lina Necib) دانشیار فیزیک دانشگاه ام‌آی‌تی و از پژوهشگران این پروژه گفت: ما دریافتیم ستاره‌های بیرونی کمی کندتر از حد انتظار می‌چرخند که یک نتیجه‌ بسیار شگفت‌انگیز است.

این گروه پژوهشی، منحنی چرخش جدید را در مورد توزیع ماده تاریک به کار گرفتند که توانست کاهش سرعت ستاره‌های بیرونی را توضیح دهد. آنها دریافتند که نقشه به دست آمده، هسته کهکشانی سبک‌تری را نسبت به آنچه انتظار می‌رفت، تولید می‌کند. بدین ترتیب، مرکز کهکشان راه شیری ممکن است چگالی کمتری را شامل شود و ماده تاریک کمتری را نسبت به آنچه دانشمندان تصور می‌کردند، در بر داشته باشد.

نصیب ادامه داد: یک چیز عجیب در جایی جریان دارد و واقعا هیجان‌انگیز است که بفهمیم کجاست تا یک تصویر منسجم را از کهکشان راه شیری به دست بیاوریم.

کهکشان راه شیری مثل بسیاری از کهکشان‌های جهان، مانند آب در گرداب می‌چرخد و چرخش آن تا حدی توسط ماده‌ای هدایت می‌شود که درون قرصش می‌چرخد. در دهه ۱۹۷۰، «ورا روبین»(Vera Rubin) ستاره‌شناس آمریکایی به اولین کسی تبدیل شد که مشاهده کرد نوع چرخش کهکشان‌ها صرفا توسط ماده مرئی هدایت نمی‌شود. روبین و همکارانش، سرعت چرخش دایره‌ای ستاره‌ها را اندازه‌گیری کردند و دریافتند که منحنی‌های چرخش حاصل‌شده به ‌طور شگفت‌آوری صاف هستند. این یعنی سرعت ستاره‌ها در سرتاسر کهکشان یکسان باقی مانده است. آنها به این نتیجه رسیدند که احتمالا نوع دیگری از ماده نامرئی روی ستاره‌های دور عمل می‌کند تا به آنها فشار بیشتری بدهد.

پژوهش روبین درباره منحنی‌های چرخش، یکی از اولین شواهد قوی پیرامون وجود ماده تاریک بود. تخمین زده می‌شود که مقدار این ماده نامرئی و ناشناخته از همه ستاره‌ها و سایر مواد قابل مشاهده در کیهان بیشتر باشد.

ستاره‌شناسان از آن زمان، منحنی‌های مشابهی را در کهکشان‌های دور مشاهده کرده‌اند که بیشتر از حضور ماده تاریک حمایت می‌کنند. ستاره‌شناسان اخیرا تلاش کرده‌اند تا منحنی چرخش ستاره‌های کهکشان راه شیری را ترسیم کنند.

۵۸۵۸