کهکشان راه شیری ، احتمالا فقط یک زامبی مرده است!

مانند زامبی ها، شاید کهکشان راه شیری هم یک مرده متحرک باشد. این بلا بر سر کهکشان همسایه ما، آندرومدا نیز آمده است؛ با اینکه مرگش چند میلیارد سال قبل آغاز شد، اما همین تازگی‌ها نشانه‌هایش را بروز داد.

احتمالا صحبت از مرگ کهکشان ها برایتان تازگی دارند؛ اما آن‌ها هم می‌توانند بمیرند. مرگ یک کهکشان، زمانی رقم می‌خورد که دیگر توانایی تبدیل گاز به ستاره‌های جدید را نداشته باشد. سرنوشت آندرومدا و راه شیری هم چیزی جز تبدیل شدن به یک کهکشان مرده نیست؛ هر چند که این پروسه را با حداقل سرعت، طی میلیاردها سال طی کنند.

اینکه چرا و چگونه موتور زایش ستارگان در کهکشان ها خاموش می‌شود و مرفولوژی یا شکل آن‌ها تغییر می‌کند؛ یک سوال بزرگ در علم اخترشناسی است. اما حالا به لطف شهروند-محققانی که میلیون‌ها تصویر کیهانی را بررسی و طبقه‌بندی  کرده‌اند،  در حال تکمیل  بخشی از پازل و آگاهی از نحوه‌ی وقوع این روند هستیم.

پرورش ستاره های جدید در کهکشان ها

کهکشان ها، سامانه‌هایی پویا هستند که به طور پیوسته، گاز تهیه و بخشی از آن را به ستاره تبدیل می‌کنند. مانند انسان، کهکشان ها نیز به تغذیه نیاز دارند و غذای آن‌ها هیدروژن تازه در شبکه کیهانی، فیلامنت‌ها و هاله‌های ماده تاریک است که عظیم‌ترین ساختارهای جهان هستی را شکل می‌دهند.

وقتی که این گاز سرد شود و به درون هاله‌های ماده تاریک بیفتد، به یک دیسک تبدیل می‌شود که می‌تواند با هر چه بیشتر سرد شدن، خرد شود و ستارگان را ایجاد کند. کهولت سن و مرگ ستاره‌ها، بخشی از این گاز را به درون کهکشان بازمی‌گرداند؛ حال چه از طریق بادهای ستاره‌ای و چه با ایجاد ابرنواختر!

اما مرگ یک ستاره بزرگ، با انفجار عظیمی همراه است که حرارت ناشی از آن، گاز پیرامون را گرم و از سرد شدن سریع آن ممانعت می‌کند؛ همان چیزی که گفتیم برای تولد ستارگان جدید، لازم است. در واقع شکل‌گیری ستاره‌ها در کهکشان، یک حالت خود-تنظیمی دارد؛ یعنی مرگ بعضی از آن‌ها، مانع تولد ستارگان جدید می‌شود.

بیشتر این کهکشان های زایا، دیسکی‌شکل یا مارپیچ هستند؛ مثلا همین راه شیری خودمان! اما نوع دیگری با شکل یا مرفولوژی متفاوت هم وجود دارد که آنچنان فعال و زایا نیستند: کهکشان های کروی یا توپ فوتبالی!

آیا یک کهکشان می‌تواند با وجود ساختار مارپیچ، مرده باشد؟

این کهکشان ها، منبع تامین گاز خود را از دست داده‌ و تولید ستارگان جدید را متوقف کرده‌اند. ستاره‌های موجود در آن‌ها، مسیرهای دور و نامنظمی را در پیش می‌گیرند و باعث ایجاد این شکل گرد و حجیم می‌شوند.

پس کهکشان های کروی دو فرق عمده دارند: دیگر ستاره‌ای تولید نمی‌کنند و دارای شکل متفاوتی هستند. اما چه چیزی می‌تواند سبب بروز این تغییرات عمیق در یک کهکشان شود؟

کهکشان های جوان و پیر؛ آبی و قرمز

طبقه‌بندی قدیمی قرن بیستمی، به این صورت بود که کهکشان های زایا و مارپیچ، آبی رنگ هستند؛ رنگی که از نور ستاره‌های عظیم و جوان آن‌ها می‌آید. در سمت مقابل، کهکشان های کروی با ستارگان پرجرم و کهنسال خود، رنگ گرم و مایل به قرمز دارند. اما بررسی‌های مدرن صورت گرفته روی هزاران کهکشان، نشان می‌دهد این طبقه‌بندی دو دسته‌ای، نمی‌تواند همیشه صادق باشد.

چپ: یک کهکشان مارپیچ آبی رنگ مملو از ستارگان جوان؛ راست: یک کهکشان کروی با ستارگان کهنسال قرمز رنگ

بسیاری از کهکشان های قرمز رنگ، اصلا شکل کروی ندارند و برعکس، دیسکی‌شکل هستند. یعنی به نحوی، تولید ستاره در این کهکشان ها متوقف شده؛ اما شکل آن‌ها تغییری نکرده است. همزمان، کهکشان های آبی رنگی یافت شدند که شکل کروی دارند. یعنی ساختار آن‌ها، مشابه کهکشان های مرده است؛ اما همچنان زایا هستند و در نور ستارگان جوان خود، می‌درخشند. این تناقض در روند تکامل کهکشان ها، چه توضیحی دارد؟

مرگ خاموش در دره سبز

نقطه تقاطع در مسیر تکامل کهکشان ها، دره سبز (green valley) نام دارد؛ جایی که کهکشان های بارور آبی رنگ را از کهکشان های زامبی قرمز، جدا می‌کند. این کهکشان های سبز یا حد واسط، باید آن‌هایی باشند که چند صد میلیون سال قبل، قدرت باروری خود را از دست دادند و در یک قدمی مرگ هستند؛ اما هنوز تعدادی ستاره در حال شکل‌گیری دارند که نطفه آن‌ها، از قبل بسته شده بود.

جالب اینکه محققان دریافتند کهکشان های مارپیچ، کندتر و کهکشان های کروی، سریع‌تر به سمت مرگ پیش می‌روند. آن‌ها دلیل این دو سناریو (مرگ سریع و مرگ آهسته) را به ذخایر گاز موجود در آن‌ها نسبت دادند؛ یعنی همان ماده اولیه برای تولید ستارگان!

حالا با این توضیحات، یک کهکشان مارپیچ، مثل راه شیری را تصور کنید که همواره پذیرای گاز تازه از بیرون بوده و با سرزندگی، ستاره‌های جدید تولید می‌کرده است. اما ناگهان، این منبع گاز خارجی از بین می‌رود. چطور؟ شاید با افتادن کهکشان به درون یک خوشه عظیم کهکشانی و قطع گاز ورودی توسط جریان گازی قوی‌تر موجود در خوشه؛ یا شاید هم هاله ماده تاریک کهکشان، چنان رشد کرد که گاز ورودی به آن، دچار شوک حرارتی شد و نتوانست به موقع سرد شود. به هر حال کهکشان مارپیچ مفروض ما، حالا فقط باید روی گاز موجود در ذخایر خود حساب کند.

از آنجایی که این ذخایر، عظیم هستند و روند تولید ستاره‌ها بسیار کند؛ کهکشان مارپیچ می‌تواند هنوز شاهد تولد ستارگان جدید باشد و تا مدت‌ها، زنده به نظر برسد. اما نرخ تولید ستاره در آن با گذشت چند میلیارد سال، کاهشی می‌شود. یعنی شاید حالا یک کهکشان را در بستر مرگ بیابیم؛ ولی در واقع از چند میلیارد سال قبل، پایان آن آغاز شده باشد.

آندرومدا، نزدیک‌ترین کهکشان مارپیچ به ما، حالا در دره سبز قرار دارد و ظاهرا از مدت‌ها پیش، رو به انحطاط رفته بود. همچنان ستاره تولید می‌کند؛ ولی با نرخی بسیار کمتر از آنچه که می‌بایست!

با این تفاصیل، آندرومدا را باید یک کهکشان زامبی بدانیم؛ مرده‌ای که هنوز راه می‌رود. اما آیا کهکشان راه شیری هم یک مرده متحرک است؟ سخت بتوان به این پرسش، پاسخ داد؛ زیرا ما خودمان هم درون آن هستیم و بررسی بعضی از خصوصیات کهکشان ها از بیرون و فاصله دور، راحت‌تر است.

حتی اگر راه شیری تاکنون وارد دره سبز (منطقه در حال مرگ) نشده باشد؛ به نظر می‌رسد در لبه این پرتگاه قرار دارد.