راه شیری در مسیر برخورد به اندرومدا!، اثر برخورد دو کهکشان بر ستاره ها و سیاره ها از جمله زمین
به گزارش مجله خبری، ایسنا نوشت: برخورد کهکشانی، یکی از رویدادهای تماشایی دنیا است اما بعضی از افراد در خصوص نتیجه آن نگران هستند و می خواهند بدانند که در صورت رخ دادن برخورد کهکشانی، چه اتفاقی می افتد.
برخورد کهکشانی، یک فرآیند سریع نیست. کهکشان ها احتمالا پیش از اینکه در نهایت با هم ادغام شوند، چندین بار از یکدیگر عبور خواهند کرد. کشش گرانشی هر دو کهکشان، شکل آنها را مخدوش می نماید و باعث می گردد که درهم ریخته و بی نظم به نظر برسند. هنگامی که کهکشان های مارپیچی به یکدیگر نزدیک می شوند، بازوهای آنها کشیده و منحرف می شوند. در طول میلیون ها سال، کهکشان های در حال ادغام در یک پایکوبی گرانشی محبوس خواهند شد. در طول این پایکوبی، کشش گرانشی بین کهکشان ها، نیروهای جزر و مدی را ایجاد می نماید. ابرهای بزرگ هیدروژن، کشیده و فشرده می شوند و اصطکاک ایجاد می نمایند و سرعت تشکیل ستاره را افزایش می دهند.
اگرچه از این فرآیند به عنوان یک برخورد کهکشانی یاد می گردد اما مهم است که توجه داشته باشیم ستارگان درون کهکشان های در حال برخورد، در واقع با یکدیگر برخورد نمی نمایند. فواصل بین ستاره ها آن قدر زیاد است که احتمال برخورد آنها زیاد نیست. با وجود این، ستارگان در طول برخورد، فواصل بسیار زیادی را طی خواهند کرد. پس از برخورد، بعید است که هیچ ستاره ای در موقعیت اصلی خود باقی بماند.
اگرچه ستارگان با هم برخورد نخواهند کرد اما مهدهای ستاره ای که سحابی نامیده می شوند، با یکدیگر برخورد خواهند کرد. میزان بزرگتر سحابی ها به این معناست که احتمال برخورد آنها با یکدیگر زیاد است. برخورد ابرهای بزرگ گاز هیدروژن، باعث ایجاد ستارگان بی شماری می گردد. نیروهای جزر و مدی گرانشی و برخورد بین سحابی ها به افزایش سریع شکل گیری ستاره ها می انجامد.
طی یک برخورد کهکشانی، سیاه چاله های کلان جرم واقع در مرکز هر دو کهکشان نهایتا با هم ادغام می شوند و یک سیاه چاله بسیار بزرگتر را تشکیل می دهند. برخورد دو سیاه چاله کلان جرم باعث فراوری امواج گرانشی می گردد که به سمت بیرون حرکت می نمایند. علاوه بر این، میزان زیادی از مواد در سیاه چاله های در حال ادغام می افتند و انرژی بالایی را فراوری می نمایند. این فرآیند، ناحیه ای را به وجود می آورد که هسته کهکشانی فعال(AGN) نامیده می گردد.
نتیجه نهایی
در طول یک برخورد معمولی کهکشانی، فرآیند ستاره زایی که رخ می دهد، میزان هیدروژن قابل استفاده در هر دو کهکشان را تخلیه می نماید. سرعت تشکیل ستاره به آرامی کاهش می یابد تا اینکه به طور کامل متوقف گردد. کهکشان ها پس از ادغام کامل با یکدیگر، به یک کهکشان بیضوی بزرگ تبدیل می شوند که کاملا فاقد هرگونه ویژگی فیزیکی قبلی مانند بازوهای مارپیچی است. بیشتر کهکشان های بیضوی احتمالا محصول برخوردهای کهکشانی هستند و شواهدی وجود دارند که این موضوع را تأیید می نمایند. کهکشان های بیضوی فاقد میزان کافی مواد ستاره ساز هستند؛ بنابراین تشکیل ستاره در کهکشان های بیضوی به ندرت اتفاق می افتد. خود کهکشان های بیضوی نیز در اوایل عمر دنیا، نادر بودند. این موضوع منطقی است زیرا در اوایل عمر دنیا، زمان کافی برای آشکار شدن برخوردهای کهکشانی و تبدیل شدن به کهکشان های بیضوی سپری نشده بود.
سیارات و ستارگان به یکدیگر برخورد نخواهند کرد زیرا کهکشان ها دارای فضای زیادی هستند و احتمال بیشتری وجود دارد که ستاره ها و سیارات از کنار یکدیگر عبور نمایند.اتفاقی که با تعامل کهکشان ها رخ می دهد، تا حدود زیادی به ترکیبات و میزان کهکشان هایی بستگی دارد که در حال برخورد هستند. برترین روشی که می تواند به درک دیدار کهکشان ها یاری کند، این است که رفتار آنها را به جای برخورد، به عنوان ادغام در نظر بگیریم.
بسیاری از کهکشان های بزرگ می توانند کهکشان کوچک تری را جذب نمایند. گرانش کهکشان بزرگ، کهکشان کوچک تر را به سمت خود می کشد و برخورد را ایجاد می نماید. اگر یک کهکشان دارای حرکت کافی باشد، می تواند پس از برخورد به دور شدن ادامه دهد. با وجود این، بیشتر کهکشان ها به سوی یکدیگر کشیده می شوند و به حرکت خود از کنار یکدیگر ادامه نمی دهند زیرا حرکت کافی ندارند و کشش های گرانشی برای فرار بسیار قوی هستند.
این بدان معناست که کهکشان بزرگ تر شروع به تغییر دادن کهکشان کوچکتر و ادغام آن در خود می نماید. کهکشان ها از ستاره ها، مواد، گاز، سنگ ها و غبار تشکیل شده اند. هنگامی که کهکشان ها با هم ادغام می شوند، گازها با یکدیگر در تعامل قرار می گیرند. گازهای موجود در کهکشان ها، در ابرهای بزرگی وجود دارند که در سراسر منظومه کهکشانی پخش شده اند. این بدان معناست که ابرهای بزرگ گازی، بیشتر به ابرهای بزرگ گازی دیگر برخورد می نمایند. گازها متراکم می شوند و فشار بیشتری را تجربه می نمایند.
هنگامی که دو کهکشان با میزان یکسان در حال ادغام شدن هستند، ستارگان تازه زیادی تشکیل می شوند و کهکشان های در حال ادغام شدن را درخشان تر می نمایند. با وجود این، اگر این کهکشان ها خیلی سریع ادغام شوند، بسیاری از ستاره های تازه تشکیل شده احتمالا اندکی پس از شکل گیری خواهند مرد. همان طور که کهکشان ها به یکدیگر نزدیک می شوند، کشیده شدن و تغییر شکل را شروع می نمایند و دنباله ها یا بازوها را پدید می آورند.
با شروع ناپدید شدن بازوها، کهکشان بیضوی شکل به نظر می رسد. ادغام گازها، ستاره های تازهی را ایجاد می نماید و شکل تازه، بیضوی تر، کروی تر یا گاهی اوقات نامنظم تر می گردد. این ادغام می تواند یک ابرکهکشان تازه را ایجاد کند. ستارگان هر کهکشان احتمالا به مکان تازهی در این ابرکهکشان منتقل می شوند و این بدان معناست که رابطه یک سیاره با سایر سیارات و منظومه های ستاره ای دیگر وجود نخواهد داشت.
به خاطر داشته باشید که تکمیل شدن این ادغام ها چند میلیارد سال طول می کشد. آنها در یک چشم به هم زدن اتفاق نمی افتند.
آیا کهکشان راه شیری با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد نمود؟
کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا(Andromeda) در مسیر برخورد به سمت یکدیگر حرکت می نمایند اما میلیون ها سال زمان خواهد برد تا هر دو با هم برخورد نمایند. دانشمندان باور دارند که سیاه چاله های کهکشان آندرومدا و راه شیری با هم ترکیب خواهند شد اما نمی دانند این موضوع چگونه بر بقیه کهکشان تأثیر خواهد گذاشت.
کهکشان راه شیری که متشکل از چند صد میلیارد ستاره از جمله خورشید و بعلاوه سیاره ما زمین است، در مسیر ادغام شدن با کهکشان آندرومدا واقع شده است.
تصویری که تلسکوپ فضایی هابل(HST) ناسا ثبت نموده است، سه کهکشان دوردست را در حال کوشش برای فروپاشی یکدیگر نشان می دهد. به گفته ناسا، این سقوط کیهانی که به عنوان ادغام سه کهکشان شناخته می گردد، زمانی رخ می دهد که سه کهکشان به آرامی به یکدیگر نزدیک می شوند و با نیروهای گرانشی رقیب خود، از هم می پاشند. ادغام هایی از این دست، در سراسر دنیا و همه کهکشان های بزرگ رایج است.
اگرچه این پدیده بیشتر یک هرج و مرج به نظر می رسد اما ادغام هایی از این دست، بیشتر برای خلقت هستند تا تخریب. با برخورد و متراکم شدن گاز سه کهکشان همسایه، دریای وسیعی از مواد در مرکز کهکشان تازه متحد شده جمع می گردد که ستارگان تازهی از آن بیرون می آیند.
ستارگان موجود عمدتا بدون آسیب تماشا از این ماجرا جان سالم به در خواهند برد. اگرچه طناب کشی گرانشی میان این سه کهکشان، مسیرهای مداری بسیاری از ستارگان موجود را منحرف می نماید اما فضای زیادی بین این ستاره ها دیده می گردد که احتمال برخورد نسبتا کمی در آن وجود دارد. اگرچه فرآیند برخورد کهکشانی، ستاره ها را به ساختارهای تازهی بازآرایی می نماید اما از آنجا که فضای بسیار گسترده ای بین ستاره ها قرار گرفته، بسیار بعید است که حتی یک ستاره در طول این فرآیند با ستاره دیگری برخورد مستقیم داشته باشد. از سوی دیگر، اگر ستاره ها و سیاره ها با یکدیگر برخورد نمایند، نتایج فاجعه باری پدید خواهد آمد.
مطالعه ادغام های کهکشانی می تواند به اخترشناسان در درک گذشته و آینده کهکشان راه شیری یاری کند. گمان می رود که کهکشان راه شیری در طول 12 میلیارد سال گذشته، بیش از 12 کهکشان را بلعیده باشد.
کهکشان ها مجموعه ای از ستارگان، گاز، غبار و ماده تاریک هستند که با یاری گرانش در کنار هم قرار گرفته اند. ظاهر و ترکیب کهکشان ها در طول میلیاردها سال به واسطه تعامل با گروه هایی از ستارگان و سایر کهکشان ها شکل گرفته است. دانشمندان با استفاده از ابررایانه ها می توانند گذشته را مورد آنالیز قرار دهند و شبیه سازی نمایند که چگونه یک کهکشان ممکن است در کیهان اولیه شکل گرفته و به آنچه امروز می بینیم، رسیده باشد.
کهکشان راه شیری قرار است در حدود پنج میلیارد سال آینده، با کهکشان آندرومدا که نزدیکترین همسایه بزرگ ما به شمار می رود، برخورد کند. دانشمندان با شبیه سازی این رخداد به یاری ابررایانه ها می توانند پیش بینی نمایند که چه اتفاقی می افتد.
به گفته ناسا، این ادغام می تواند آسمان شب را به طور کامل برای زمین تغییر دهد اما احتمالا منظومه شمسی را بدون آسیب به جا خواهد گذاشت. زمانی که با آندرومدا ادغام شویم، خورشید ما به یک غول سرخ رنگ تبدیل خواهد شد و عطارد و زهره و سپس زمین را خواهد بلعید اما خورشید می تواند تا پیش از آن موقع، دردسرهای زیادی را برای ما ایجاد کند.
اگرچه عمر ما برای تماشا این برخورد کهکشانی کافی نیست اما دانشمندان با شبیه سازی های رایانه ای می توانند آن را مقابل دیدگان ما قرار دهند.
به گفته دانشمندانی که این پدیده را شبیه سازی نموده اند، نتیجه برخورد آندرومدا و کهکشان راه شیری، تولد یک کهکشان تازه و بزرگتر خواهد بود اما این منظومه تازه به جای این که مانند پیشینیان خود مارپیچی باشد، به شکل یک بیضی غول پیکر در خواهد آمد.
این شبیه سازی ها شامل جزئیاتی از اتفاقاتی هستند که برای سیاه چاله های کلان جرم پنهان شده در مرکز هر دو کهکشان رخ می دهند. این جفت در نهایت یک سیستم دوتایی را در قلب کهکشان تازه و بزرگتر تشکیل خواهند داد؛ اگرچه این سیستم دوتایی پایدار نیست. تعامل با محیط اطراف بدان معناست که این جفت به شکل مارپیچی به سمت داخل می روند و در حین انجام دادن این کار، امواج گرانشی را ساطع می نمایند. سیگنال موج گرانشی رویدادی از این دست را نمی توان با تلسکوپی مانند رصدخانه موج گرانشی با تداخل سنج لیزری(LIGO) شناسایی کرد که تنها نسبت به ادغام سیاه چاله های کم جرم و ستاره های نوترونی حساس است.