دانشمندان می‌گویند معمای صد ساله درباره ماهیت تغییر شکل کهکشان‌ها را حل کرده‌اند. بررسی آن‌ها نشان می‌دهد که کهکشان ما، یعنی کهکشان راه شیری، همیشه به شکل مارپیچ امروزی‌اش نبوده است.
به گزارش اسپیس، «آلیستر گراهام» با استفاده از رصدهای قدیمی و جدید، چگونگی تحول کهکشان‌ها از شکلی به شکل دیگر را بررسی کرده است.
او ضمن بررسی این فرایند، که «گونه‌زایی کهکشانی» شناخته می‌شود، نشان داد که برخوردها و درآمیختگی‌های بعدی کهکشان‌ها نوعی «انتخاب طبیعی» است که فرایند فرگشت کیهانی را به پیش می‌برد.
این به معنای آن است که گذشته پر‌آشوب کهکشان راه شیری فقط منحصر به کهکشان ما نیست و در ضمن هنوز به پایان نرسیده است. او با اشاره به قانون بقای اصلح در زیست‌شناسی فرگشتی (تکاملی) می‌گوید اکنون ستاره‌شناسی سرانجام ساختاری جدید و دنباله و عقبه‌ای فرگشتی دارد که بر مبنای آن، گونه‌زایی کهکشانی در ادغام ناگزیر کهکشان‌ها رخ می‌دهد که گرانش عامل آن است.
کهکشان‌ها شکل‌های مختلفی دارند. برخی، مانند کهکشان راه شیری، از بازوهای ستارگان منظمی تشکیل شده‌اند که به شکل مارپیچ پیرامون توده‌ای مرکزی از جرم‌های ستاره‌ای می‌چرخند. کهکشان‌های دیگر، مانند مسیه ۸۷ (اِم ۸۷)، به شکل بیضی و شامل میلیاردها ستاره‌اند که به صورتی آشفته پیرامون توده‌ای متمرکز در گردش‌اند.
از دهه ۱۹۲۰، ستاره‌شناسان کهکشان‌های متعددی را از لحاظ ریخت‌شناختی بر اساس توالی خاصی به نام «توالی هابل» طبقه‌بندی کرده‌اند. کهکشان‌های مارپیچی، مانند کهکشان ما، در یک انتهای این توالی قرار دارند، در حالی که کهکشان‌های بیضوی، مانند اِم ۸۷، در انتهای دیگر این توالی قرار دارند. پل بین این دو سر طیف کهکشان‌های کروی درازی‌اند که فاقد بازوهای مارپیچی‌اند و کهکشان‌های عدسی شکل نامیده می‌شوند.
اما آنچه این سیستم پرکاربرد طبقه‌بندی ریخت‌شناختی کهکشان‌ها تا کنون نداشته است، مسیرهای فرگشتی (تکاملی) است که یک شکل کهکشانی را به شکل دیگر کهکشانی مرتبط می‌کند.
تغییر شکل تکامل کهکشانی
آلیستر گراهام برای تقسیم‌بندی مسیرهای فرگشتی در توالی هابل، ۱۰۰ کهکشان نزدیک به راه شیری را در تصاویر ثبت‌شده تلسکوپ فضایی هابل بررسی و آن‌ها را با تصاویر ثبت‌شده فروسرخ تلسکوپ فضایی اسپیتزر مقایسه کرد. این مقایسه به او امکان داد که بتواند جرم همه ستارگان هر کهکشان را با جرم سیاه‌چاله‌های مرکزی‌شان مقایسه کند. این محاسبه از وجود دو نوع متفاوت کهکشان‌های عدسی‌شکل خبر داد: یکی کهکشان‌های قدیمی و بدون غبار و دیگری کهکشان‌های جوان و سرشار از غبار.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
او دریافت هنگامی که کهکشان‌های بدون غبار یا کم‌غبار در روند جمع‌آوری گاز و غبار و مواد دیگر قرار می‌گیرند، صفحه‌ای که ناحیه مرکزی آن‌ها را احاطه کرده است مختل می‌شود و این اختلال سبب ایجاد الگویی مارپیچی می‌شود که از مرکز آن‌ها منشعب می‌شود. همین سبب ایجاد بازوهای مارپیچی می‌شود که نواحی در حال گردش و بیش از حد متراکمی‌اند که هنگام چرخش، توده‌های گاز ایجاد می‌کنند و فشرده و متراکم می‌شوند و از دل آن‌ها ستاره‌ها شکل می‌گیرند.
از سوی دیگر، کهکشان‌های عدسی‌شکل سرشار از غبار زمانی ایجاد می‌شوند که کهکشان‌های مارپیچی با یکدیگر برخورد می‌کنند و ادغام می‌شوند. از همین روست که کهکشان‌های مارپیچی دارای کره مرکزی کوچکی با بازوهای مارپیچی امتداد‌یافته از ستاره‌ها و نیز گاز و غبارند. کهکشان‌های عدسی‌شکل جوان و پرغبار، نسبت به کهکشان‌های مارپیچی و کهکشان‌های عدسی‌شکل کم‌غبار، مشخصا کروی‌ترند و سیاه‌چاله‌های برآمده‌تری دارند.
حاصل شگفت‌انگیز این پژوهش این است که کهکشان‌های مارپیچی، مانند کهکشان راه شیری، در واقع در توالی هابل بین کهکشان‌های عدسی‌شکل پرغبار و کم‌غبار قرار دارند.
گراهام می‌گوید وقتی مشخص شد که کهکشان‌های عدسی‌شکل آن گونه که پیش از این تصور می‌شد تنها گروه از کهکشان‌های میانی در توالی هابل نیستند، همه‌چیز سر جای خودش قرار گرفت. این باعث شد که توالی کهکشان‌ها را یک بار دیگر ترسیم کنیم و از همه مهم‌تر، اکنون مسیرهای فرگشتی (تکاملی) کهکشان‌ها را به‌صورت توالی پیوند و به‌اصطلاح ازدواج میان آن‌ها می‌بینیم یا چیزی شبیه به شرکت‌هایی که شرکت‌های دیگر را به مالکیت خودشان درمی‌آورند و تصاحب می‌کنند و با هم ادغام می‌شوند.
تاریخچه به مالکیت درآوردن کهکشان‌های دیگر و ادغام آن‌ها
گمان می‌رود که تاریخچه کهکشان راه شیری با مجموعه ای از رخدادهای «همنوع‌خواری» رقم زده شده باشد و کهکشان ما، در گذشته‌های دور، کهکشان‌های اقماری کوچک‌تر پیرامونش را بلعیده باشد تا رشد کند.
این پژوهش نشان می‌دهد که علاوه بر این، کهکشان ما کهکشان‌های دیگر را نیز به تصاحب و مالکیت خودش درآورده، مواد آن‌ها را جمع کرده، و به‌تدریج از کهکشانی عدسی‌شکل به کهکشانی مارپیچی تبدیل شده است که امروزه می‌شناسیم.
همچنین، کهکشان ما برای در هم آمیختن با نزدیک‌ترین همسایه کهکشانی بزرگش، یعنی کهکشان آندرومدا، آماده می‌شود؛ رخدادی که به گفته دانشمندان زمانی بین ۴ تا ۶ میلیارد سال آینده صورت خواهد گرفت. این برخورد و ادغام دو کهکشان الگوی بازوی مارپیچی هر دو کهکشان را از بین می‌برد. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که کهکشان حاصل از این ادغام احتمالا کهکشانی عدسی‌شکل و پرغبار خواهد بود که همچنان شکل صفحه (دیسک) دارد، اما دیگر ساختار مارپیچی‌اش را از دست خواهد داد.
اگر کهکشان حاصل از برخورد راه شیری-آندرومدا خود با کهکشان عدسی‌شکل پرغبار دیگری روبه‌رو و با آن ادغام شود، آنگاه ویژگی‌هایی چون دیسک کهکشانی نیز از میان خواهد رفت و از این برخورد کهکشانی بیضی‌شکل، ناتوان از ذخیره ابرهای گاز و غبار سرد، پدید خواهد آمد.
اخترشناسان آینده‌های دور خواهند توانست به روند فرگشت این کهکشان جدید پی ببرند. در واقع، کهکشان‌های عدسی‌شکلی که کم‌غبارند می‌توانند به‌عنوان سوابق فسیلی عمل کنند. به عبارت دیگر، سوابق فسیلی از فرایندهایی باشند که شکل کهکشان‌های قدیمی و رایج صفحه‌ای‌شکل در کیهان اولیه را تغییر داده‌اند.
این یافته می‌تواند به توضیح وجود یک کهکشان عظیم کروی کمک کند که تلسکوپ فضایی جیمز وب کشف کرده و فقط ۷۰۰ میلیون سال پس از مِه‌بانگ وجود داشته است. پژوهش‌های جدید همچنین حاکی از این امر است که ادغام کهکشان‌های بیضوی فرایندی است که ممکن است بتواند وجود برخی از پرجرم‌ترین کهکشان‌های گیتی را توضیح دهد که در قلب خوشه‌هایی با بیش از هزار کهکشان قرار دارند.
پژوهش‌های گراهام در مجله علمی «اطلاعیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم» (MNRAS) منتشر شده است.
