ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ آلما (آرایه‌ی میلی‌متری بزرگ آتاکاما) و در مطالعه‌ای با همکاری رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (ESO) یک کهکشان بسیار دوردست و در نتیجه بسیار جوان را کشف کردند که به طرزی شگفت‌آور شبیه کهکشان راه شیری است.
نور این کهکشان پس از طی مسافت بیش از ۱۲ میلیارد سال نوری به ما رسیده است. به بیان دیگر چیزی که اکنون می‌بینیم، زمانی را نشان می‌دهد که جهان بسیار جوان بوده است. از سویی برخلاف نظریه‌هایی که می‌گوید در ابتدای جهان همه‌ی کهکشان‌ها آشفته و ناپایدار بوده‌اند، این کهکشان تازه کشف شده نامنظم نیست.
این کشف غیرمنتظره، دانسته‌های بشر از شیوه‌ی شکل‌گیری کهکشان‌ها را به چالش می‌کشد و بینش تازه‌ای نسبت به گذشته‌ی جهان ما ارائه می‌کند.
«فرانسسکا ریزو» (Francesca Rizzo) دانشجوی دکتری از مؤسسه‌ی ماکس پلانک که پژوهشگر اصلی این مطالعه است، در این زمینه گفت: «این نتیجه، یک گام بزرگ در مطالعات شیوه‌ی شکل‌گیری کهکشان‌هاست و نشان می‌دهد که ساختارهایی که در کهکشان‌های مارپیچی نزدیک ما و نیز در کهکشان راه شیری مشاهده می‌کنیم، ۱۲ میلیارد سال پیش نیز وجود داشته است.»
ابرهای ماژلانی، کهکشان‌های اقماری راه شیری، بر فراز آرایه آلما
او در مقاله‌ای که در نشریه‌ی Nature چاپ شده، نوشت: «در حالی که به نظر نمی‌رسد کهکشان مورد مطالعه با نام SPT0418-47 بازوهای مارپیچی داشته باشد، اما دست کم دو ویژگی عادی کهکشان راه شیری را دارد؛ یک قرص چرخان و یک برآمدگی، گروه بزرگی از ستارگان که کاملا در اطراف مرکز کهکشانی بسته‌بندی شده‌اند. این برای نخستین بار است که یک برآمدگی کهکشانی در چنین سن پایینی از عالم مشاهده می‌شود و این کهکشان را به دورترین جرم مانند راه شیری نیز تبدیل می‌کند.»
«فیلیپو فراترنالی» (Filippo Fraternali) دیگر پژوهشگر این مطالعه از مؤسسه نجوم كاپتین دانشگاه گرونینگن گفت: «تعجب بیشتر ما از این بود که این کهکشان بر خلاف انتظار قبلی که حاصل مدل‌ها و مشاهدات با جزئیات کم‌تر بود، واقعا شباهت زیادی به کهکشان‌های نزدیک ما دارد.»
در اوایل شکل عالَم، کهکشان‌های جوان هنوز در حال شکل‌گیری بودند بنابراین محققان انتظار داشتند که این اجرام مشاهده شده، آشفته و فاقد ساختاری متمایز مانند اغلب کهکشان‌های بالغ از جمله راه شیری باشند.
مطالعه‌ی کهکشان‌های دوردست مانند SPT0418-47 برای افزایش درک ما از چگونگی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها اساسی است. این کهکشان به اندازه‌ای دور است که ما آن را در زمانی می‌بینیم که سن کیهان ۱۰ درصد سن فعلی بوده است و با مطالعه‌ی آن به زمانی بازمی‌گردیم که این کهکشان‌های نوزاد شروع به گسترش کرده‌اند.
از آنجا که این کهکشان‌ها بسیار دور هستند، مشاهدات دقیق حتی با قوی‌ترین تلسکوپ‌ها تقریبا غیرممکن است زیرا این کهکشان‌ها کوچک و کم‌سو به نظر می‌رسند. پژوهشگران برای غلبه بر این مشکل از یک کهکشان نزدیک به‌عنوان یک ذره‌بین قدرتمند استفاده کردند؛ چیزی که تحت عنوان لنز گرانشی شناخته می‌شود.
این کار به تلسکوپ آلما (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) اجازه داد که گذشته‌های بسیار دور را با جزئیات غیرمنتظره‌ای ببیند. در این روش، کشش گرانشی از کهکشان نزدیک، نور کهکشان دوردست را منحرف و خم می‌کند که باعث می‌شود شکل آن تغییر یافته و بزرگ به نظر برسد.
به کمک چیدمان تقریبا دقیق انجام شده، این کهکشان دوردست بزرگنمایی‌شده، مانند حلقه‌ای تقریبا کامل دیده می‌شود. این پژوهشگران با استفاده از داده‌های تلسکوپ آلما و یک روش مدل‌سازی کامپیوتری جدید، شکل واقعی کهکشان دوردست و حرکت گازهای آن را بازسازی کردند.
«سیمونا ویگتی» (Simona Vegetti) دیگر همکار این پژوهش از مؤسسه‌ی ماکس پلانک گفت: «چیزی که دیدیم کاملا گیج‌کننده بود. علی‌رغم شکل‌گیری ستاره‌ها با نرخ بالا و بنابراین وجود منطقه‌ای بسیار پرانرژی، این کهکشان مرتب‌ترین قرص کهکشانی است که در اوایل عالم مشاهده شده است. این نتیجه کاملا غیرمنتظره است و پیامدهای مهمی در تفکر ما نسبت به چگونگی تکامل کهکشان‌ها دارد.»
تصویر بازسازی شده SPT0418-47
با وجود اینکه SPT0418-47 یک قرص کهکشانی است و دیگر ویژگی‌های مشابه کهکشان‌های مارپیچی امروزین را دارد، اما اخترشناسان خاطرنشان می‌کنند که انتظار دارند این کهکشان به چیزی بسیار متفاوت از کهکشان راه شیری تکامل یابد و به رده‌بندی کهکشان‌های بیضوی بپیوندد که نوع دیگری از کهکشان‌هایی هستند که امروزه می‌شناسیم.
این کشف شگفت‌انگیز نشان می‌دهد که جهان اولیه ممکن است به اندازه‌ای که تا کنون تصور می‌شد نامنظم نباشد و پرسش‌های بسیاری را ایجاد می‌کند که چگونه یک کهکشان منظم می‌تواند در مدت زمان کمی پس از مِه‌بانگ (Big Bang) شکل گرفته باشد.
این کشف آلما به دنبال یافته‌ی قبلی در ماه می (اردیبهشت) است که اعلام شد یک قرص پرجرم چرخان در فاصله‌ی مشابهی مشاهده شده است. با این تفاوت که SPT0418-47 به کمک اثر لنز گرانشی، با جزئیات بهتری دیده شده و علاوه بر دیسک چرخان، یک برآمدگی هم دارد که حتی از نمونه‌ی قبلی به کهکشان راه شیری شبیه‌تر است.
پژوهشگران در مطالعات بعدی، از جمله آنچه با تلسکوپ بسیار بزرگ ESO انجام خواهد شد، به دنبال کشف این موضوع هستند که این کهکشان‌های دیسکی نوزاد، چقدر متداول هستند و آیا اغلب کم‌تر از آنچه پیش‌بینی می‌شود نامنظم هستند یا خیر. بدین ترتیب برای اخترشناسان راه تازه‌ای در مطالعه‌ی چگونگی تکامل کهکشان‌ها گشوده خواهد شد.
عکس کاور: تصویر دیده شده با کمک لنز گرانشی
عکس‌ها از ESO
منبع: ESO
