تصویر ۱: تصویری از ساختار کهکشان راه شیری: دیسک و بازوهای مارپیچی (disk with spiral arms)، برآمدگی مرکزی (buldge)، و خوشه‌های کروی و هاله (globular clusters with halo). مکان خورشید نیز نشان داده شده است.
تصور می‌شود بخش اعظم ماده‌ی باریونی(۱) (ماده‌ی معمولی) تشکیل دهنده‌ی کهکشان‌ها (شامل سحابی‌ها و ستاره‌ها) در بیرون از دیسک و برآمدگی مرکزی(۲) کهکشان است. این ماده در هاله‌ی(3) اطراف کهکشان قرار دارد. علارغم تلاش‌های بسیار، رصد ماده‌ی باریونی در هاله‌ی کهکشان به علت چگالی بسیار کمش، کار دشواری است. از جمله رصدهایی که منجر به ثبت ماده‌ی درون هاله شده‌اند، رصد تابش پرتوی ایکس اطراف کهکشان‌های پرجرم، رصد خطوط نشری هیدروژن ناشی از بادهای کهکشانی در کهکشان‌های نزدیک، و رصد ابرهای هیدروژنی خنثی در هاله‌ی کهکشان است.
بهترین راه برای رصد ماده‌ی باریونی در هاله، ثبت خطوط جذبی در طیف اجرام دور است. نور اجرام دور پیش از رسیدن به ما از گاز درون هاله‌ی کهکشان راه‌شیری می‌گذرد و خطوط جذبی ضعیفی در طیف کهکشان به وجود می‌آورد. در مطالعات قبلی، چنین رصدهایی محدود به اجرام بسیار پرنور مانند اختروش‌ها و تنها در چند خط دید بود. در این پژوهش، مولفان طیف بیش از ۷۰۰ هزار کهکشان را با هم ترکیب کرده تا رد هیدروژن خنثی را در هاله‌ی کهکشان راه شیری دنبال کنند. آن‌ها طیف این کهکشان‌ها را در ناحیه‌ی خط هیدروژن-آلفا (از خطوط سری بالمر هیدروژن در طول‌موج ۶۵۶۵ آنگستروم) ترکیب کرده و توانسته‌اند برای نخستین بار خط جذبی ناشی از گاز هیدروژن درون هاله را ثبت کنند. در تصویر ۲ نقشه‌ی خط جذبی هیدروژن-آلفا در اطراف کهکشان می‌بینید. این خط در عرض‌های بالای کهکشانی بسیار دیده می‌شود. این رصد کمک می‌کند که بخش زیادی از گاز درون هاله‌ی کهکشان را بتوان از نظر فضایی و کینماتیکی بررسی کرد. این مولفه از گاز هیدروژن با ابرهای هیدروژن خنثی و یونیزه‌ای که پیش از این رصد و کشف شده بودند متفاوت است.
تصویر ۲: نقشه‌ی خط جذبی هیدروژن-آلفا در هاله‌ی کهکشان راه شیری. مختصال نشان داده شده، مختصات کهکشانی است.
همان‌طور که گفته شد، بیشتر ماده‌ی باریونی کهکشان ما در خارج از دیسک و برآمدگی مرکزی کهکشان وجود دارد. مهم‌ترین اثر کشف مولفه‌ای از گاز تشکیل‌دهنده‌ی هاله‌ی کهکشان راه‌شیری که در این مقاله توضیح داده شده است، این است که به ما کمک می‌کند مواد باریونی داخل هاله را بتوانیم بررسی کنیم. با رصد خطوط جذبی هیدروژن-آلفا در خط دیدهای متنوع، می‌توان به جای استفاده از مدل‌های استاتیک از مدل‌های دینامیکی پیچیده‌تری برای شبیه‌سازی هاله‌ی کهکشان استفاده کرد. در آینده، با رصد خطوط جذبی دیگر، مانند هیدروژن-بتا، می‌توان ویژگی‌های دیگر گاز هاله را مانند دما و ترکیبات شیمیایی را اندازه‌گیری کرد. این رصدها شناخت ما را از بخش اعظمی از ماده‌ی باریونی کهکشانمان کامل‌تر می‌کند.
(۱) baryons
(۲) buldge
(۳) halo
عنوان اصلی مقاله:The Galaxy’s Veil of Excited Hydrogen
نویسندگان:Huanian Zhang & Dennis Zaritsky
این مقاله در نشریه Nature Astronomy چاپ شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: https://arxiv.org/abs/1704.02005
گردآوری: آیرین شیوایی
سلام،
خیلی ممنون بابت مطالب خوبتان.
یک سوال داشتم، آیا مواد باریونی اطراف هاله کهکشانی اثر گرانشی دارد؟ و اگر دارد آیا تا حالا این اثر در رصدها دیده شده است؟
سلام،
خوشحالیم که از مقاله خوشتان آمده. هر ماده‌ی دارای جرمی اثر گرانشی دارد، ماده‌ی باریونی هاله‌ی کهکشان هم همین‌طور است. اما چون چگالی این ماده بسیار کم است اثر گرانشی قوی‌ای ندارد. با این حال اثر آن حتما در منحنی دورانی کهکشان دیده می‌شود.