مفهوم گردش اجرام سماوی به دور یکدیگر، اصل بنیادی در درک ما از کیهان است. قمرها به دور سیارات می‌چرخند، سیارات به دور ستارگان و خود ستارگان مسیرهایی را در درون کهکشان‌ها طی می‌کنند. با این حال، پرسش مربوط به حرکت کهکشان‌ها، به ویژه کهکشان راه شیری، سناریویی پیچیده‌تر را پیش روی ما قرار می‌دهد.
در این مقاله از مجله علمی دانستنی نمیدونستم برای شفاف‌سازی این موضوع، به بررسی عمیق‌تر مکانیک حرکت مداری می‌پردازیم. هنگامی که دو جسم نیروی گرانشی بر یکدیگر اعمال می‌کنند، در رقصی موزون به دور مرکز جرم مشترک خود می‌چرخند.
تصور کنید این مرکز به منزله نقطه تعادل است؛ اگر سیستم به اندازه کافی کوچک شود، این نقطه تبدیل به تکیه‌گاهی می‌شود که کل ساختار بر روی آن قرار می‌گیرد.
در منظومه شمسی ما، جرم عظیم خورشید ایجاب می‌کند که مرکز جرم در اعماق آن قرار داشته باشد. این موضوع توضیح می‌دهد که چرا خورشید حرکت ناچیزی را تجربه می‌کند، در حالی که سیاراتی مانند زمین مسیرهایی تقریباً دایره‌ای را به دور آن طی می‌کنند.
در مقیاس‌های بزرگتر، تصویر ظریف‌تر می‌شود. کهکشان راه شیری در خوشه‌ای از کهکشان‌ها به نام گروه محلی سکونت دارد.
این گروه نه تنها شامل کهکشان خودمان، بلکه کهکشان آندرومدا، کهکشان مثلثی (یک مارپیچی کوچک‌تر) و چندین کهکشان کوتوله مانند ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک را نیز در بر می‌گیرد.
نکته جالب توجه این است که کهکشان راه شیری و آندرومدا به عنوان عظیم‌ترین اعضای گروه محلی شناخته می‌شوند.
دکتر سانگمو تونی سون، اخترشناس مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی در مریلند، توضیح می‌دهد که به دلیل جرم قابل‌مقایسه این دو کهکشان غالب، مرکز جرم آنها در فضای بین آنها قرار دارد.
فقدان هرگونه جسم مجاور به طور قابل توجهی بزرگتر از هر دو کهکشان، زمینه‌ای را فراهم می‌کند که در آن آنها اساساً به دور یکدیگر می‌چرخند و در رقصی گرانشی در پهنه وسیع فضا گرفتار می‌شوند.
مسیر کهکشان راه شیری: رقصی از جاذبه و برخورد
مسیر طی شده توسط کهکشان راه شیری در باله کیهانی‌اش به طور قابل توجهی با مدارهای بیضی یا دایره‌ای تعریف شده سیارات به دور ستارگان تفاوت دارد.
دکتر سانگمو تونی سون، اخترشناس مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی، میگوید که نباید این حرکت کهکشانی را به عنوان گردش به دور یک جسم بزرگتر تفسیر کرد. او تأکید می‌کند: “مفهوم اینجا همان چیزی نیست که در مورد سیارات و ستارگان صدق می‌کند.”
در عوض، کهکشان راه شیری و نزدیک‌ترین همسایه‌اش، کهکشان آندرومدا، در رقصی سماوی به نام “مدارهای عمدتاً شعاعی” درگیر هستند.
تصور کنید دو جسم که فقط تحت تأثیر نیروی کشش گرانشی یکدیگر قرار می‌گیرند و هیچ نیروی اضافی بر آنها وارد نمی‌شود. در این سناریو، آنها به طور مستقیم در یک خط مستقیم به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند.
این، طبق گفته دکتر کریس میهوس، اخترشناس دانشگاه کیس وسترن رزرو در اوهایو، نمونه‌ای از یک مدار کاملاً شعاعی است.
با این حال، مسیر کهکشان راه شیری کاملاً شعاعی نیست. دکتر میهوس در ادامه توضیح می‌دهد که حرکت جانبی جزئی بین این دو کهکشان وجود دارد.
این حرکت عمدتاً شعاعی به سمت یکدیگر، زمینه را برای یک رویداد مهم فراهم می‌کند: برخورد کهکشان راه شیری و آندرومدا در حدود 4.5 میلیارد سال آینده رخ خواهد داد.
در حالی که فواصل زیاد بین ستاره‌های فردی در این کهکشان‌ها برخورد مستقیم را غیرمحتمل می‌کند، خود کهکشان‌ها از یکدیگر عبور می‌کنند و در نهایت از هم جدا می‌شوند. اما این جدایی موقتی خواهد بود.
دکتر میهوس توضیح می‌دهد که کهکشان‌ها “سپس دور می‌زنند و دوباره به هم می‌رسند. و در طول صدها میلیون یا میلیاردها سال، آنها در واقع با هم ادغام شده و یک کهکشان بزرگ را تشکیل می‌دهند.” این والس گرانشی در نهایت به یک اتحاد سماوی دیدنی منجر می‌شود که چشم‌انداز کهکشانی را برای همیشه تغییر می‌دهد.
رقص در حال تحول: ادغام کهکشان‌ها و باله کیهانی
تعاملات گرانشی بین کهکشان‌های راه شیری و آندرومدا به احتمال زیاد تأثیر قابل‌توجهی بر جمعیت‌های ستاره‌ای آنها خواهد داشت.
پیش‌بینی می‌شود که نیروهای لرزان به اندازه کافی قدرتمند باشند تا ساختارهای مارپیچی موجود در هر دو کهکشان را مختل کنند و در نهایت، موجودیت ادغام‌شده را به یک کهکشان بیضی تبدیل کنند.
این تحول نشان‌دهنده یک تغییر چشمگیر از مورفولوژی‌های فعلی دیسک‌مانند کهکشان راه شیری و آندرومدا است.
دکتر سانگمو تونی سون، اخترشناس مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی، پیامد بالقوه دیگری از این ادغام کهکشانی را پیشنهاد می‌کند.
گرمای شدید ایجاد شده توسط این تعامل می‌تواند منجر به انفجار ستاره‌زایی در گازهای در حال چرخش در امتداد بازوهای مارپیچی هر کهکشان شود. این افزایش تولد ستاره به طور قابل توجهی ترکیب کهکشان بیضی شکل تازه تشکیل شده را تغییر خواهد داد.
باله باشکوه کهکشان‌ها فراتر از محدوده گروه‌های فردی گسترش می‌یابد. در حالی که مدارها در مقیاس‌های بزرگتر از خوشه‌های کهکشانی به خوبی تعریف نشده‌اند، دکتر کریس میهوس تأیید می‌کند که خود گروه محلی در حال حرکت است.
این خوشه که شامل کهکشان راه شیری ما نیز می‌شود، به سمت خوشه کهکشه‌های دوشیزه، غولی که میزبان صدها کهکشان است و در حدود 65 میلیون سال نوری فاصله دارد، کشیده می‌شود.
با این حال، دکتر میهوس روشن می‌کند که سفر گروه محلی به سمت دوشیزه هرگز به مقصد خود نخواهد رسید. انبساط شتابان جهان به عنوان یک نیروی متقابل عمل می‌کند و کهکشان راه شیری را با سرعتی بیشتر از کشش گرانشی خوشه کهکشه‌های دوشیزه به عقب می‌راند.
این تعامل بین جاذبه گرانشی و انبساط کیهانی، حرکات کهکشانی را در بزرگترین مقیاس‌ها به شکلی پیچیده و شگفت‌انگیز هدایت می‌کند.
نظرات کاربران