کشف منظومه‌های ستاره‌ای بسیار فشرده

کشف منظومه‌های ستاره‌ای بسیار فشرده
شکل ۱: M59 و کهکشان‌های کوتوله‌ی فرافشرده‌ی اطرافش. طول تصویر اصلی ۲۲ کیلوپارسک است. تصاویر بزرگنمایی شده ۶۰۰ پارسک هستند. پایین-چپ یک ستاره است، به منظور مقایسه.

شکل ۱: M59 و کهکشان‌های کوتوله‌ی فرافشرده‌ی اطرافش. طول تصویر اصلی ۲۲ کیلوپارسک است. تصاویر بزرگنمایی شده ۶۰۰ پارسک هستند. پایین-چپ یک ستاره است، به منظور مقایسه.

کهکشان‌های کوتوله‌ی فرافشرده اجرامی بینابین کهکشان‌ها و خوشه‌های ستاره‌ای کروی هستند. منشا این اجرام عجیب همواره مورد بحث بوده است. دانستن منشا کوتوله‌های فرافشرده اهمیت زیادی در پی‌بردن به تحول و شکل‌گیری خوشه‌های ستاره‌ای و کهکشان‌ها دارد. این اجرام جالب تا پیش از این کمتر مورد توجه قرار گرفته بودند، نه به خاطر آنکه کمیاب هستند و یا رصد آن‌ها دشوار است، بلکه به این علت که در تعاریف کلاسیک ما از کهکشان و خوشه‌‌ی ستاره‌ای قرار نمی‌گرفتند. به همین علت، در برنامه‌های رصدی از دید پنهان می‌ماندند. برای مثال، در پروژه‌های تصویربرداری از خوشه‌های کروی فراکهکشانی، کوتوله‌های فرافشرده بسیار پرنور هستند و با ستاره‌های پیش‌زمینه اشتباه گرفته می‌شوند. در پروژه‌هایی که توان تفکیک بالایی دارند و ساختار غیر نقطه‌ای کوتوله‌های فرافشرده در آن‌ها دیده می‌شود، به علت پخشی زیاد این اجرام با کهکشان‌های پس‌زمینه اشتباه گرفته می‌شوند.

در سال‌های اخیر رصد کهکشان‌های کوتوله‌ی فرافشرده مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. این کهکشان‌ها در همه جا دیده می‌شوند، از مرکز خوشه‌های کهکشانی تا کهکشان‌های تک. در همین راستا گروهی از منجمان در سال ۲۰۱۲ کهکشان بیضوی غول‌پیکر M۶۰ در خوشه‌ی سنبله و اطرافش را با دوربین تصویربرداری پیشرفته‌ی هابل با دقت بالایی رصد کردند. طیف‌سنجی‌ها در ادامه‌ی این رصدها منجر به کشف دو گونه کوتوله‌ی فرافشرده شد. یکی از این اجرام، به نام M60-UCD1، چگال‌ترین کهکشانی است که تا آن زمان کشف شده بود و ویژگی‌هایش نشان‌دهنده‌ی جرمی بین کوتوله‌های فرافشرده‌ی کلاسیک و کهکشان‌های بیضوی فشرده است. اهمیت این کهکشان با کشف سیاهچاله‌ی ابرپرجرمی در مرکزش بیشتر شد. این سیاهچاله ۱۵ درصد جرم کهکشان اصلی را شامل می‌شود.

شکل ۲: تصاویر M85 و اجرام اطرافش

شکل ۲: تصاویر M85 و اجرام اطرافش

در راستای این کشف، نویسندگان این مقاله به دنبال کشف کهکشان‌های کوتوله‌ی بیشتری در تصاویر SDSSا(۱) گشتند و دو خوشه‌ی ستاره‌ای فشرده در اطراف دو کهکشان سنبله، M59 و M85، پیدا کردند. این دو در فاصله‌ی ۱۴٫۹ و ۱۷٫۹ مگاپارسک هستند.

جستجوی اولیه در تصاویر SDSS بر اساس قدر ظاهری، رنگ، و اندازه‌ی اجرام در اطراف کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر در خوشه‌ی سنبله بود. در این تصاویر (شکل ۱) جرم جدید M59-UCD3 در نزدیکی کهکشان M59 (با فاصله‌ی تصویرشده‌ی ۹.۳ کیلوپارسک) کشف شد. سپس اجرام اطراف کهکشان M85 با داده‌های طیف‌سنجی SDSS بررسی شد. در نزدیکی این کهکشان (فاصله‌ی تصویرشده‌ی ۳.۳ کیلوپارسک) جرمی دیده شد که در داده‌های نورسنجی به عنوان «ستاره» دسته‌بندی شده بود اما در داده‌های طیف‌سنجی به عنوان «کهکشان». این جرم در تصاویر هابل نیز ثبت شده بود. ویژگی‌های این جرم بسیار عجیب است: درخشندگی آن مانند درخشان‌ترین کوتوله‌های فرافشرده است اما اندازه‌ای شبیه به کوچکترین خوشه‌های ستاره‌ای کروی دارد. نویسندگان مقاله پیشنهاد دسته‌بندی جدیدی را به نام خوشه‌های بسیار فشرده داده‌اند. این جرم M85-HCC1 نام دارد (شکل ۲).

در این مقاله نویسندگان کشف دو خوشه‌ی ستاره‌ای فشرده‌ی منحصر به فرد را بر اساس داده‌های نورسنجی و طیف‌سنجی پروژه‌ی SDSS و تلسکوپ فضایی هابل اعلام کرده‌اند. این دو جرم چگال‌ترین کهکشان (M59-UCD3) و چگال‌ترین منظومه‌ی ستاره‌ای تنها (M85-HCC1) هستند که تا به حال کشف شده‌اند. کشف این اجرام این سوال را پیش رو می‌گذارد که چنین اجرامی چه‌قدر زیاد هستند و تنوع اندازه‌ و درخشندگی آن‌ها چه‌قدر است. بنابر بررسی تابش پرتو ایکس این دو جرم، به همراه اندازه‌گیری ویژگی‌های آن‌ها مانند فراوانی فلزی، سن، چگالی، و همچنین بررسی شواهدی مبنی بر برخورد کهکشانی، به نظر می‌رسد که این دو جرم مرکز کهکشان‌هایی باشند که بر اثر برخورد کهکشانی به بیرون پرتاب شده‌اند.

(۱) Sloan Digital Sky Survey

عنوان اصلی مقاله: Hiding in plain sight: record-breaking compact stellar systems in the Sloan Digital Sky Survey
نویسندگان: Sandoval, Michael A.Vo, Richard P.Romanowsky, Aaron J.; et al
این مقاله برای چاپ در نشریه‌ی ApJ Letters ارسال شده است.
لینک مقاله‌‌ی اصلی: http://arxiv.org/abs/1506.08828v1

گردآوری: آیرین شیوایی

دسته‌ها: مقالات روز
برچسب‌ها: فراکهکشانی, کهکشان

درباره نویسنده

آیرین شیوایی

پژوهشگر پَسادکترا در زمینه‌ی نجوم رصدی کهکشان‌ها و عضو تیم علمی ابزار فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب در دانشگاه آریزونا است. او در سال ۲۰۱۷ دکترای فیزیک خود را از دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید، در زمینه‌ی تحول کهکشان‌های جوان عالم از طریق بررسی غبار میان‌ستاره‌ای و ستاره‌زایی آن‌ها، دریافت کرد. او برای مطالعه و بررسی این کهکشان‌ها، که حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، از داده‌های تلسکوپ‌های زمینی کک و تلسکوپ‌های فضایی هابل و اِسپیتزر استفاده می‌کند.

دیدگاه‌ها

  1. آرش
    آرش ۱۶ تیر, ۱۳۹۴، ۰۹:۰۹

    سلام
    جایی تو مقاله عنوان کردید که :
    “این سیاهچاله ۱۵ درصد جرم کهکشان اصلی را شامل می‌شود.”
    سوالی برام پیش اومد که جرم این کهکشان چطور تخمین زده شده و جرم سیاهچاله بر پایه چه محاسباتی ۱۵% جرم کهکشان تخمین زده شده.

    پاسخ به این دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*