شبیه‌سازی کهکشان راه شیری با قوی‌ترین ابررایانه نجومی جهان

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، شبیه‌سازی جدیدی که با قوی‌ترین ابررایانه نجومی جهان انجام شده، سناریویی قابل آزمایش کردن را برای توضیح دادن ظاهر کهکشان راه شیری تولید کرده است. مقایسه این سناریو با داده‌های تلسکوپ‌های فضایی کنونی و آینده می‌تواند نحوه تکامل یافتن کهکشان محل سکونت ما را آشکار کند.

نجوم، ساختار کهکشان راه شیری را با جزئیات بیشتری آشکار می‌کند. ما می‌دانیم که راه شیری، یک کهکشان “قرص‌گون” یا “دیسکی”(Disc galaxy) با مارپیچ‌هایی‌ است که یک میله مستقیم در وسط، آنها را به هم متصل می‌کند. همچنین، ما می‌دانیم که قسمت داخلی میله دارای یک برآمدگی بادام‌زمینی شکل است. قسمت‌هایی که میله در آنها ضخیم‌تر است، در بالا و پایین صفحه میانی کهکشان راه شیری قرار دارند و کهکشان دارای یک برآمدگی هسته‌ای است که در بخش مرکزی قرار دارد. برخی از کهکشان‌های دیگر اما نه همه آنها، برآمدگی‌های مشابهی را نشان می‌دهند.

ستاره‌شناسان این پرسش را مطرح کردند که برآمدگی‌ها چگونه تشکیل شده‌اند. برای پاسخ دادن به این پرسش، گروهی به سرپرستی “جونیچی بابا”(Junichi Baba) در “رصدخانه ملی نجوم ژاپن”(NAOJ)، یک سناریوی احتمالی را برای کهکشانی مشابه راه شیری در “ATERUI II” شبیه‌سازی کردند که قوی‌ترین ابررایانه جهان به شمار می‌رود که به نجوم اختصاص داده شده است. شبیه‌سازی این گروه پژوهشی، کامل‌ترین و دقیق‌ترین شبیه‌سازی تا به امروز است که نه تنها ستاره‌های کهکشان، بلکه گاز را نیز شامل می‌شود. همچنین، تولد ستارگان جدید را شامل می‌شود که از گاز تشکیل شده‌اند و پس از مرگ ستارگان، به عنوان ابرنواختر به دنیا می‌آیند.

تشکیل یک میله، به هدایت گاز به بخش مرکزی کهکشان کمک می‌کند و در آنجا به تشکیل ستاره‌های جدید می‌انجامد. بنابراین، ممکن است منطقی باشد که فرض کنیم کهکشان هسته‌ای از گرد هم آمدن ستاره‌های جدیدی به وجود آمده است که در آنجا متولد شده‌اند اما شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که تقریبا هیچ ستاره جدیدی در میله بیرون از برآمدگی هسته‌ای وجود ندارد زیرا میله در هدایت گاز به سمت مرکز بسیار مؤثر است. این بدان معنی است که خروج گاز، دلیل برآمدگی بادام‌زمینی شکل در میله نیست. در عوض، این گروه پژوهشی متوجه شدند که فعل و انفعالات گرانشی می‌توانند برخی از ستارگان را به مدارهایی هدایت کنند که آنها را به بالا و پایین صفحه میانی می‌برند.

هیجان‌انگیزترین بخش ماجرا این است که شبیه‌سازی، یک سناریوی قابل آزمایش کردن را ارائه می‌دهد. از آنجا که برآمدگی بادام‌زمینی شکل، ستاره جدیدی را به دست نمی‌آورد، همه ستاره‌های آن باید قبل از تشکیل شدن میله به وجود آمده باشند. میله به طور هم‌زمان، گاز را به منطقه مرکزی هدایت می‌کند؛ جایی که ستاره‌های جدید زیادی ایجاد می‌شوند. بنابراین، می‌توان گفت که تقریبا همه ستارگان موجود در برآمدگی هسته‌ای، پس از شکل‌گیری میله به دنیا آمده‌اند. این بدان معناست که ستارگان موجود در برآمدگی بادام‌زمینی شکل، پیرتر از ستارگان موجود در برآمدگی هسته‌ای خواهند بود.

داده‌های کاوشگر “گایا”(Gaia) متعلق به “آژانس فضایی اروپا”(ESA) و ماهواره آینده ژاپن موسوم به “یاسمین”(JASMINE) به ما امکان می‌دهند تا حرکت و سن ستارگان را تعیین کنیم و این سناریو را مورد بررسی قرار دهیم. اگر اخترشناسان بتوانند تفاوت بین سن ستارگان در برآمدگی‌های بادام‌زمینی شکل و هسته‌ای را تشخیص دهند، سن میله کهکشان راه شیری را به ما خواهند گفت.

این پژوهش، در مجله “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” به چاپ رسید.

انتهای پیام