برخورد با کهکشان سوسیس ممکن است راه شیری را بیش از ۹۰ درجه چرخانده باشد

راه شیری، کهکشانی نسبتاً بزرگ محسوب می‌شود. این اندازه تا حدی مرهون چندین ادغام کوچک در گذشته است که در آن، کهکشان‌های کوچک‌تری که بیش از حد نزدیک شده‌اند، توسط راه شیری بلعیده شده‌اند. اما یکی از این برخوردها ممکن است به اتفاقی بسیار چشمگیرتر و دراماتیک‌تر منجر شده و صفحه‌ی کهکشان راه شیری را به چرخش واداشته باشد.

راه شیری کهکشان مارپیچی میله‌ای نسبتاً معمولی است. برای درک بهتر این موضوع، بیایید ساختار آن را به زبان ساده بررسی کنیم. این کهکشان دارای بخش مرکزی متراکم از ستارگان به نام برآمدگی است که شکلی کشیده دارد و به همین دلیل به آن میله نیز گفته می‌شود.

فراتر از میله، ستارگان در چهار بازوی مارپیچی بلند توزیع شده‌اند که درون صفحه‌ای نازک‌تر اما بسیار گسترده‌تر قرار دارند. همچنین، تعداد کمی از ستارگان در توزیعی کروی شکل به نام هاله‌ی ستاره‌ای پراکنده شده‌اند. تمام این ساختارها درون کره‌ای عظیم از ماده تاریک به نام هاله ماده‌ی تاریک قرار گرفته‌اند.

اخترشناسان با استفاده از داده‌های رصدخانه‌ی فضایی گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا، به معمای جالب توجهی برخوردند. آن‌ها مشاهده کردند که هاله‌ی ستاره‌ای کهکشان راه شیری با سرعتی بسیار آهسته‌تر از آنچه انتظار می‌رفت، در حال چرخش است. دلیل واضحی برای این کندی وجود نداشت.

برای حل معما، تیمی از پژوهشگران به رهبری کیریل باتراکوف از دانشگاه دورام در بریتانیا، مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌های پیشرفته را اجرا کردند. آن‌ها می‌خواستند بدانند چه عواملی باعث می‌شوند هاله‌ی ستاره‌ای در کهکشان‌های مشابه راه شیری، این‌قدر کند بچرخد. بهترین توضیحی که این شبیه‌سازی‌ها ارائه دادند، یک برخورد روبروی کهکشانی بود که صفحه‌ی کهکشان را چرخانده و در نتیجه، هاله‌ی ستاره‌ای را کند کرده است.

برخورد مورد نظر ممکن است با کهکشانی به نام گایا-انسلادوس-سوسیس رخ داده باشد. این یک رویداد ادغام شناخته‌شده و بسیار مهم در تاریخ کهکشان ماست که در آن کهکشانی کوتوله از روبرو با راه شیری برخورد کرده است. این برخورد، گروهی از ستارگان را در کهکشان ما برجای گذاشته که در داده‌های رصدخانه‌ی گایا، به شکل عجیبی شبیه به سوسیس توزیع شده‌اند. نام جدی‌تری که برای این کهکشان کوتوله در نظر گرفته شده بود، «گایا-انسلادوس» (برگرفته از نام یک غول در اساطیر یونانی) بود، اما، لقب «سوسیس» بر آن ماندگار شد.

باتراکوف به آی‌اف‌ال‌ساینس توضیح داد که وجود ساختارهای شبیه به گایا-انسلادوس-سوسیس و همچنین وجود چرخش‌های صفحه‌ی کهکشانی در گذشته، دو عامل کلیدی برای ایجاد هاله‌ی ستاره‌ای کند هستند.

براساس شبیه‌سازی‌ها، ستارگان هاله‌ی ستاره‌ای با سرعتی در حدود ۲۵ کیلومتر بر ثانیه درحال حرکت هستند. این سرعت در مقایسه با سرعت حرکت خورشید به دور مرکز کهکشان (حدود ۲۲۰ کیلومتر بر ثانیه) بسیار ناچیز است. نکته‌ی مهم‌تر اینکه، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که اگر چرخش صفحه‌ای رخ نمی‌داد، سرعت متوسط این ستارگان باید حدود ۵۰ تا ۶۰ کیلومتر بر ثانیه می‌بود.

تیم پژوهشی با تحلیل تکامل ۲۵ کهکشان شبیه به راه شیری با استفاده از مجموعه شبیه‌سازی‌های کیهان‌شناختی به نام Auriga، به این نتایج دست یافت.

با توجه به زمان‌بندی رویدادها، برخورد و چرخش احتمالی راه شیری زمانی رخ داد که خورشید و منظومه شمسی هنوز شکل نگرفته بودند. همچنین، این رویدادها را نباید به شکل برخوردهای سریع و فاجعه‌بار تصور کرد. این برهم‌کنش‌ها با سرعتی فوق‌العاده آهسته رخ داده‌اند و تنها زمانی که به صورت فشرده نمایش داده می‌شوند، دراماتیک به نظر می‌رسند.

اخترشناسان معتقدند کهکشان راه شیری پس از این ادغام و چرخش احتمالی، به تکامل خود ادامه داده است. به عنوان مثال، این فرضیه مطرح است که میله‌ی مرکزی کهکشان تا حدود ۵ میلیارد سال پیش (درست قبل از تولد خورشید) شکل نگرفته بود.

جنبه‌ی جذاب دیگر مطالعه، ارتباط بین چرخش هاله ستاره‌ای و چرخش هاله ماده تاریک است. نتایج نشان می‌دهد این دو بخش از کهکشان، احتمالاً با یکدیگر تکامل یافته‌اند و هر دو تحت تأثیر چندین برخورد و ادغام کهکشانی که راه شیری در طول تاریخ خود تجربه کرده، شکل گرفته‌اند. این یافته می‌تواند درک ما را از نحوه‌ی تعامل ماده تاریک و ماده معمولی در شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها عمیق‌تر کند.

نتایج پژوهش در نشست سالانه‌ انجمن سلطنتی نجوم بریتانیا که ۲۱ ژوئیه ۲۰۲۶ در شهر بیرمنگام برگزار شد، ارائه گردید.