اخترلرزه‌شناسی وسیله‌ای برای تخمین سن تک‌تک ستاره‌ها
- آنا نوشت: کهکشان راه شیری در حدود ۱۰ میلیارد سال پیش با یک کهکشان کوتوله برخورد داشت. تحقیقات جدید کارشناسان علم نجوم نشان می‌دهد که بیشتر کهکشان «مدرن» راه شیری حتی در آن تاریخ نیز در حال فعالیت بوده است.
کهکشان ما حدود ۱۰ میلیارد سال پیش با یک کهکشان کوتوله تصادم محکمی داشت. محققان در مجله نجوم نیچر گزارش دادند که سن ستارگانی که از کهکشان پیشین وارد کهکشان راه شیری شده و ادغام شدند، کمی جوان‌تر یا تقریباً هم‌تراز با ستاره‌های موجود در صفحه اصلی کهکشان راه شیری است.
راه شیری و نبرد با یک کوتوله
تد ماکرث (Ted Mackereth) اخترفیزیکدان در دانشگاه تورنتو می‌گوید این مسئله می‌تواند به این معنی باشد که کهکشان راه شیری سریع‌تر از آنچه ستاره‌شناسان انتظار داشتند تکامل یافته است.
وی می‌گوید: «راه شیری پیش از این که این ادغام بزرگ اتفاق بیفتد تا حدود زیادی از درون، خود را شکل داده بود.»
تاریخ کهکشان ما با یک اِشغال و فتح خشونت‌آمیز همراه بود. کهکشان راه شیری نیز مانند کهکشان‌های مارپیچی غول پیکر دیگر، با برخورد و ادغام با کهکشان‌های کوچک‌تر، به مرور زمان، فرم امروزی‌اش را پیدا کرد. ستارگان کهکشان همسایه مانند کرم و قهوه در کهکشان راه شیری مخلوط شد و این مسئله کار را دشوار می‌کند که بتوان مراحل قبل از ادغام کهکشان‌مان را گمانه‌زنی کرد.
کهکشان ما میلیارد‌ها سال پیش یک تصادم سخت را تجربه کرده است
ستاره‌شناسان در سال ۲۰۱۸ دریافتند که می‌توانند ستاره‌ها را از آخرین ادغام بزرگی که پشت سر گذاشته است با استفاده از نقشه‌های دقیق چند میلیون ستاره از طریق فضاپیمای گایای آژانس فضایی اروپا شناسایی کنند. ستارگان کهکشان ما با زاویه‌ای نسبت به صفحه اصلی کهکشان به دور مرکز کهکشان می‌چرخند. حرکات و شیمی این ستاره‌ها نشان می‌دهد که برخی از آن‌ها زمانی در درون کهکشان کوتوله جداگانه‌ای بوده‌اند که حدود ۱۰ میلیارد سال پیش در کهکشان راه شیری فرو رفت و ادغام شد.
فسیل کوتوله هنوز پیش ماست!
ستارگانی که از کهکشان کوتوله در کهکشان ما ادغام شدند به دلیل نوع عناصر و ساختار قابل شناسایی هستند.
ماکرث می‌گوید: «آن ستاره‌ها مانند بقایای فسیلی کهکشان سابق در اینجا پیش ما هستند.»
ماکرث و همکارانش به این فکر می‌کردند که آیا می‌توانند بفهمند که راه شیری هنگام برخورد با کهکشان کوتوله به چه میزان توسعه یافته است. اگر کهکشان کوتوله با یک کهکشان «راه شیری اولیه» و نابالغ برخورد کرده بود انتظار می‌رفت بخش عمده کهکشان تحت تأثیر این مواجهه ایجاد شده باشد. از طرف دیگر اگر قدیمی‌ترین ستارگان کهکشان‌مان تقریباً هم سن و یا مسن‌تر از ستارگان موجود در درون کهکشان کوتوله می‌بودند، این نشان می‌داد کهکشان ما احتمالاً در زمان برخورد کاملاً رشدیافته بود.
اخترلرزه‌شناسی تنها راهی است که می‌توانیم به قسمت داخلی ستاره‌ها دسترسی پیدا کنیم.
محققان پیشین نیز چنین تخمین‌هایی زده بودند. اما ماکرث و همکارانش مرز‌های علم را جابه‌جا کردند.
اخترلرزه‌شناسی چاره راه!
گروه تحقیقاتی نجوم از روش دقیقی به نام اخترلرزه‌شناسی استفاده کردند تا سن تک‌تک ستاره‌ها را از کهکشان راه شیری و کهکشان کوتوله قبلی شناسایی کنند. در اخترلرزه‌شناسی به کمک روش‌های لرزه‌شناسی، لرزه‌های نوری ستارگان از راه اندازه‌گیری دقیق نوسان نور محاسبه می‌شود. درست مانند کارشناسان زلزله که برای کاوش فضای درونی سیاره‌مان، زمین‌لرزه‌ها را مورد سنجش قرار می‌دهند.
جوزفینا مونتالبان (Josefina Montalbán)، فیزیکدان و همکار مطالعاتی از دانشگاه بیرمنگام انگلیس می‌گوید: «اخترلرزه‌شناسی تنها راهی است که می‌توانیم به قسمت داخلی ستاره‌ها دسترسی پیدا کنیم.»
این تیم حدود ۹۵ ستاره را که توسط تلسکوپ فضایی کپلر رصد شده بود انتخاب کرد. ستارگان مزبور از قسمت ضخیم کهکشان ما بودند. مکراث و همکارانش با اندازه‌گیری میزان درخشش آن ستاره‌ها در طول زمان، سن آن را با دقت ۱۱ درصد استنباط کردند.
راه شیری تا پیش تصادم نیز تقریباً شکل گرفته بود
تیم تحقیقاتی در نهایت دریافت که ستاره‌های به جای‌مانده از کهکشان کوتوله کمی جوان‌تر از ستاره‌های راه شیری هستند، اما همه تقریباً ۱۰ میلیارد سال عمر داشتند. این نشان می‌دهد که هنگامی که کهکشان کوتوله از بین رفت قسمت بزرگی از دیسک راه شیری در جای خود قرار داشت. مکراث می‌گوید با این حال هنوز هم ممکن است کهکشان تازه‌وارد باعث ایجاد ستاره‌های جدیدی شده باشد.
توماس روئیز-لارا (Tomás Ruiz-Lara)، اخترفیزیکدان دانشگاه گرونینگن هلند که در حوزه تکامل کهکشانی تحقیق می‌کند (اما در این پروژه دخیل نبود) معتقد است اندازه‌گیری سن تک‌تک ستاره‌ها تا پیش از این امر ممکن نبود و پیشرفت‌های تازه یک گام رو به جلو برای نجوم کهکشانی است.
او می‌گوید: «اگر نتوانید تفاوت بین یک ستاره نونهال، نوجوان و یا اصطلاحاً بزرگسال را تشخیص دهیم، پس دیگر از کهکشان خود چه می‌دانیم. اگر بتوانیم سن ستارگان را به درستی مشخص کنیم قادریم وقایع مختلفِ مجزا را در تاریخ کهکشان تشخیص دهیم، چیزی که هدف بزرگ‌تر ماست.»