جاذبه بین کهکشان‌ها درک ما از نحوه مرگ آن‌ها را تغییر می‌دهد

رقابت طناب‌کشی گرانشی بین دو کهکشان در حال ادغام می‌تواند این موضوع را توضیح دهد که چرا در یکی از آن‌ها، ستاره‌زایی از بین رفته است. همچنین در مورد چگونگی مرگ کهکشان‌ها، بینش جدیدی ارائه می‌دهد.

کهکشان‌های «مرده» آن‌هایی‌اند که ستاره‌زایی در آن‌ها متوقف شده است و دانشمندان بر این باورند که در کهکشان‌های بسیار قدیمی، این اتفاق زمانی که تمام گاز ستاره‌ساز موجود در کهکشان مصرف شود یا پس از وقایع بسیار شدید، رخ می‌دهد.

اما در مقاله جدیدی که روز سه‌شنبه در «آستروفیزیکال ژورنال لترز» (Astrophysical Journal Letters) منتشر شد، یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی از هشت دانشگاه مسیر جدیدی را که به مرگ کهکشانی منجر می‌شود، توصیف می‌کند: ادغام با کهکشان‌های دیگر که گاز ستاره‌ساز حوالی [کهکشان‌ها] را به‌شدت از بین می‌برد.

جاستین اسپیلکر، ستاره‌شناس دانشگاه «ای‌اندام تگزاس»، نویسنده اصلی این مقاله، گفت: «تصور ‌ستاره‌شناس‌ها این بود که تنها راه برای متوقف کردن کهکشان‌ها از ستاره‌زایی فرآیندهای بسیار شدید و سریع‌اند؛ مانند انفجار دسته‌ای از ابرنواخترها در کهکشان و پرتاب بیشتر گازها به خارج از کهکشان و گرم کردن بقیه [گاز باقی‌مانده].»

«مشاهدات جدید ما نشان می‌دهد که برای توقف ستاره‌سازی به یک فرآیند «درخشنده و خیره‌کننده» نیاز نیست. شکل‌گیری ستاره‌ها و کهکشان‌ها با یک فرآیند ادغام بسیار کندتر نیز می‌تواند به اتمام برسد.»

به گفته دکتر اسپیلکر، کهکشان «اس‌دی‌اس‌اس‌ جی۱۴۴۸+۱۰۱۰» (SDSS J1448+1010) موضوع مطالعه جدید است که کنجکاوی این تیم را برانگیخت؛ زیرا به نظر می‌رسید که ستاره‌سازی حدود ۷۰ میلیون سال پیش متوقف شده است.

او گفت: «بیشتر کهکشان‌ها از اینکه به ستاره‌زایی ادامه می‌دهند، خوشحال و راضی‌اند.»

اما اس‌دی‌اس‌اس‌ جی۱۴۴۸+۱۰۱۰ نیز تقریبا ادغام خود را با یک کهکشان دیگر به پایان رسانده است؛ بنابراین پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل و آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما یا «آلما» که یک آرایه تلسکوپ رادیویی در شیلی است، به این کهکشان نگاه دقیق‌تری انداختند.

چیزی که آن‌ها کشف کردند جریان‌هایی از مواد [خارج شده] از اس‌دی‌اس‌اس‌ جی۱۴۴۸+۱۰۱۰ بود که دانشمندان بر این باورند در خلال برخورد این دو کهکشان از [داخل این] کهکشان بیرون کشیده شدند. چنین جریان‌هایی که به عنوان «دنباله‌های کشندی» شناخته می‌شوند، در اطراف کهکشان‌های دیگری مشاهده شده‌اند که قبل از ادغام، به یکدیگر نزدیک می‌شوند و خودشان محصول [چیزی شبیه به] رقابت طناب‌کشی گرانشی میان دو توده بسیار بزرگ از ستاره و گازند.

اما به نظر می‌رسد که طناب‌کشی گرانشی در مورد اس‌دی‌اس‌اس‌ جی۱۴۴۸+۱۰۱۰ آنقدر شدید بوده است که تقریبا تمام سوخت آن برای پیدایش ستاره‌های بعدی از کهکشان خارج شده و مقدار گاز [خروجی] با جرم بیش از ۱۰ میلیارد خورشید برابر بوده است.

دکتر اسپایکر گفت: «مشاهدات ما با استفاده از آلما و هابل، ثابت کرد که دلیل واقعی توقف تشکیل ستاره در کهکشان این است که فرآیند ادغام به خروج تقریبا نیمی از سوخت گاز [لازم] برای تشکیل ستاره به فضای بین‌کهکشانی منجر شد. این کهکشان نمی‌توانست بدون سوخت همچنان ستاره‌سازی کند.»

اگرچه این یافته به احتمال وجود یک مسیر جدید برای مرگ کهکشانی اشاره دارد، این صرفا یک رصد است و هنوز مشخص نیست که آیا نابودی شکل‌گیری ستاره در اثر ادغام کهکشانی در عالم رایج است یا رویدادی منحصربه‌فرد و محدود به اس‌دی‌اس‌اس‌ جی۱۴۴۸+۱۰۱۰ است.

دیوید ستتون، دانشجوی فارغ‌التحصیل رشته نجوم و یکی از نویسندگان مقاله از دانشگاه پیتسبورگ، گفت: «اگرچه در این سامانه کاملا روشن و بارز است که گاز سرد واقعا می‌تواند در جایی خارج از سامانه ادغامی [دو کهکشان] سر دربیاورد و این [فرایند]، کهکشان را خاموش می‌کند، این یک قطعه جدید و جالب از پازل خاموشی [و توقف ستاره‌سازی] پرتاب گاز سرد [به بیرون از کهکشان] است و ما از تلاش در جهت یافتن نمونه‌های بیشتری از این دست، هیجان‌زده‌ایم.»