کشف یک ساختار کیهانی عظیم که مانند یک ماشین سواری می‌چرخد!

باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی بزرگترین ساختار چرخشی در جهان تا به امروز را کشف کرده است. این ساختار یک رشته نازک و بسیار تیز از کهکشان‌ها است که در یک رشته کیهانی غول‌پیکر در فاصله تقریبی ۱۴۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد.

انتظار می‌رود این کشف که در اطلاعیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم منتشر شده است، سرنخ‌های مهمی در مورد چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌ها در جهان اولیه ارائه دهد.

برای درک اهمیت این کشف، ابتدا باید ماهیت رشته‌های کیهانی را درک کنیم. این رشته‌ها بزرگترین ساختار‌های شناخته شده در جهان هستند که صد‌ها میلیون سال نوری امتداد دارند و ستون فقرات جهان قابل مشاهده را تشکیل می‌دهند. آنها عمدتاً از ماده تاریک مرموزی تشکیل شده‌اند که حدود ۸۵٪ از ماده جهان را تشکیل می‌دهد، همراه با کهکشان‌ها و گاز‌هایی که در طول آنها توزیع شده‌اند.

رشته‌های کیهانی به عنوان بزرگراه‌های کیهانی عمل می‌کنند و جریان‌های گاز سرد را به سمت خوشه‌های کهکشانی هدایت می‌کنند که باعث تشکیل ستاره‌ها و کهکشان‌ها می‌شود. بدون این رشته‌ها، جهان هستی توزیعی تصادفی از کهکشان‌ها بدون هیچ ساختار قابل تشخیصی خواهد بود.

اما آنچه مطالعه جدید نشان داد این است که برخی از این رشته‌ها نه تنها ماده را جهت می‌دهند، بلکه حول محور خود نیز می‌چرخند و بُعد کاملاً جدیدی به درک ما از دینامیک جهان در مقیاس بزرگ می‌افزایند.

این تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه آکسفورد، از مجموعه‌ای پیچیده از تلسکوپ‌ها و بررسی‌های نجومی، به ویژه تلسکوپ رادیویی MeerKAT در آفریقای جنوبی، یکی از حساس‌ترین تلسکوپ‌های رادیویی جهان، متشکل از ۶۴ دیش رادیویی به هم پیوسته، استفاده کردند.

دانشمندان از طریق بررسی اعماق آسمان MIGHTEE توانستند ۱۴ کهکشان غنی از هیدروژن را که در یک خط فوق‌العاده نازک در یک رشته کیهانی بزرگتر قرار گرفته بودند، شناسایی کنند. این خط نازک، شبیه یک تیغ کیهانی، تنها حدود ۵.۵ میلیون سال نوری طول و ۱۱۷۰۰۰ سال نوری عرض دارد که آن را به یک ساختار فوق‌العاده نازک در مقیاس کیهانی تبدیل می‌کند.

رشته کیهانی پهن‌تر حاوی این ساختار ظریف، حدود ۵۰ میلیون سال نوری امتداد دارد و بیش از ۲۸۰ کهکشان دیگر را در خود جای داده است. اما نکته قابل توجه‌تر این است که اکثر کهکشان‌های موجود در این رشته نازک در یک جهت می‌چرخند، که اگر جهت چرخش تصادفی بود، غیرمنتظره می‌بود.

آنچه این کشف را واقعاً استثنایی می‌کند، وجود دو حرکت چرخشی همزمان است. اول، کهکشان‌های منفرد، درست مانند کهکشان راه شیری ما، حول محور‌های خود می‌چرخند. دوم، و این جنبه بدیع آن است، کل رشته کیهانی به عنوان یک واحد واحد می‌چرخد.

دکتر لیلا یانگ، محقق اصلی این مطالعه، برای نشان دادن این مفهوم، از یک قیاس جالب استفاده کرد: «آن را مانند یک سواری با فنجان چای در یک شهربازی تصور کنید. هر فنجان چای (نماینده یک کهکشان) حول محور خود می‌چرخد، در حالی که کل سکو (رشته کیهانی) نیز می‌چرخد. این حرکت دوگانه، دریچه‌ای نادر به ما می‌دهد تا ببینیم کهکشان‌ها چگونه چرخش خود را از محیط کیهانی اطراف به دست می‌آورند.»

اندازه‌گیری‌های دقیق نشان داد که کهکشان‌های دو طرف محور رشته در جهت‌های مخالف حرکت می‌کنند، که نشانه‌ای از چرخش جمعی است. این تیم با استفاده از مدل‌های دینامیکی پیچیده، سرعت چرخش رشته را تقریباً ۱۱۰ کیلومتر در ثانیه تخمین زدند و شعاع ناحیه مرکزی متراکم آن را حدود ۱۶۳۰۰۰ سال نوری تعیین کردند.

به نظر می‌رسد این رشته کیهانی در مراحل اولیه توسعه خود است که با فراوانی کهکشان‌های غنی از هیدروژن - ماده اولیه برای تشکیل ستاره - و یک حرکت داخلی آهسته که توسط دانشمندان به عنوان حالت "خنکی پویا" توصیف می‌شود، مشخص می‌شود. این ویژگی‌ها آن را به یک آزمایشگاه طبیعی منحصر‌به‌فرد برای مطالعه مراحل اولیه تکامل کهکشان تبدیل می‌کند.

اهمیت این کشف فراتر از درک نظری به کاربرد‌های عملی گسترش می‌یابد. کهکشان‌های غنی از هیدروژن به عنوان دستگاه‌های ردیابی ایده‌آل برای مشاهده نحوه حرکت گاز از طریق رشته‌های کیهانی عمل می‌کنند و به دانشمندان کمک می‌کنند تا مکانیسم انتقال تکانه زاویه‌ای را از طریق شبکه کیهانی و تأثیر آن بر ساختار کهکشان و تشکیل ستاره درک کنند.

منبع: Science Daily