ستاره‌شناسان سرعت چرخش کهکشان راه‌شیری را اندازه‌گیری کردند

اخترشناسان چینی کشف کرده‌اند که چرخش موجود در قرص مارپیچی کهکشان راه شیری تحت تاثیر جرم عظیم ماده تاریک که هاله‌ای نامرئی را در اطراف کهکشان ما تشکیل می‌دهد، به سمت عقب انجام می‌شود.

به نقل از اسپیس، حدود یک سوم تمام کهکشان‌های مارپیچی دارای چرخش مشخصی در ساختار دیسکی شکل خود هستند. معمولا این چرخش در نتیجه عوامل مختلفی ایجاد می‌شود. اعتقاد بر این است که برخورد با کهکشان دیگری در گذشته مقصر اصلی ایجاد چرخش در کهکشان راه شیری در وهله اول شده باشد، اما برهم کنش‌های بیشتر با کهکشان‌های ماهواره‌ای و میدان مغناطیسی بین کهکشانی و همچنین ریزش ابرهای گازی عظیم می‌تواند نیز نقش خود را ایفا کند. با این حال، حداقل در مورد کهکشان راه شیری، بازیگر اصلی در حفظ چرخش، هاله ماده تاریک است که دیسک را احاطه کرده و نیروی گشتاوری بر روی آن اعمال می‌کند. این چرخش رفع نشده است. هم‌ترازی‌ آن با سایر بخش‌های کهکشان در حرکت است.

با این حال، اندازه‌گیری نرخ چرخش در گذشته چالش‌برانگیز بوده است. تخمین‌های قبلی سعی کرده‌اند از حرکت عمودی ستارگان غول‌پیکر درخشان، اما قدیمی، به‌عنوان ردیاب برای محاسبه نرخ چرخش استفاده کنند. با این حال، چنین ردیاب‌هایی دقیق نیستند و نتایج مبتنی بر آن‌ها نشان می‌دهند که بر خلاف نظریات، دیسک در حال پیشروی در همان جهت چرخش مشابه بقیه بخش‌های کهکشان است و نه خلاف جهت آن، همانطور که انتظار می‌رفته است.

اکنون، اخترشناسان به رهبری یانگ هوانگ(Yang Huang) از آکادمی علوم چین، از ردیاب دقیق‌تر دیگری به شکل ستارگان متغیر قیفاووسی استفاده کرده‌اند تا دقیق‌ترین اندازه‌گیری را برای چرخش انجام دهند و به این نتیجه رسیده‌اند که در نهایت این چرخش خلاف جهت سایر بخش‌های کهکشان حرکت می‌کند.

متغیرهای قیفاووسی، ستارگان پرجرم تپنده هستند. دوره تپش آنها با میزان روشنایی ذاتی آنها مرتبط است و بر اساس درخشندگی آنها، می‌توانیم به طور دقیق محاسبه کنیم که فاصله آنها چقدر است. این باعث می‌شود که آنها ردیاب‌های خوبی برای نقشه‌برداری از چرخش باشند.

گروه هوانگ نتایج خود را با روشی که آن را «تصویر متحرک» می‌نامند به دست آوردند. گروه هوانگ با استفاده از داده‌های فضاپیمای نجومی گایا آژانس فضایی اروپا که موقعیت، حرکات و ویژگی‌های بیش از یک میلیارد ستاره را اندازه‌گیری می‌کند، نمونه‌ای از ۲۶۱۳ قیفاووس را با سن‌های مختلف شناسایی کرد.

نویسندگان در مقاله تحقیقاتی خود نوشتند: سن، کلیدی برای اندازه گیری نرخ چرخش دیسک است.

هر قیفاووس در هنگام تولد اطلاعاتی در مورد موقعیت خود در چرخش حفظ می‌کند، بنابراین با گروه‌بندی قیفاووس‌ها در محدوده‌های سنی مختلف و نقشه‌برداری از آنها، محققان توانستند شکل و موقعیت چرخش را در مقاطع مختلف زمانی در طول ۲۰۰ میلیون سال گذشته نشان دهند. با اجرای نقشه‌های جداگانه، آنها می‌توانستند پیش‌روی چرخش را ببینند. محققان دریافتند که در نهایت کهکشان ما به صورت عقب ‌رونده، با سرعت دو کیلومتر(۱.۲۴ مایل) در ثانیه به ازای هر ۳۲۶۱ سال نوری در فضا، پیشروی می‌کند. یا به زبان ساده‌تر هر میلیون سال یک بار دیسک کهکشان راه شیری با سرعت ۰.۱۲ درجه به سمت عقب نسبت به سایر بخش‌های کهکشان حرکت می‌کند.

علاوه بر این، تصویر متحرک همچنین نشان می‌دهد که با فاصله گرفتن از مرکز کهکشانی، نرخ چرخش کاهش می‌یابد، که در دراز مدت منجر به تاب برداشتن بیشتر دیسک خواهد شد. مدل‌ها نشان می‌دهند که این کاهش نتیجه هاله ماده تاریک است که گشتاور را به شکل مایل یا مسطح اعمال می‌کند.

شکل هاله ماده تاریک مهم است زیرا به عنوان یک نقطه داده عمل می‌کند. همچنین سرنخ‌هایی در مورد تاریخچه شکل‌گیری کهکشان راه شیری و نحوه جمع‌آوری آن از طریق ادغام با کهکشان‌های کوچک‌تر و ابرهای گازی دیگر، برخوردها و فعل و انفعالاتی که به شکل‌گیری هاله ماده تاریک نامرئی کمک کرده است، ارائه می‌دهد.