تکنیک‌های تصویربرداری عمیق نشان می‌دهند که کهکشان‌ها بسیار بزرگ‌تر از تصور قبلی ما هستند

تیمی از دانشمندان دانشگاه‌های آمریکا موفق شده‌اند برای اولین بار ماده موجود در فضای اطراف یک کهکشان را مشاهده کنند. آن‌ها از تکنیک‌های تصویربرداری عمیق استفاده کرده‌اند که نشان می‌دهند ابعاد واقعی کهکشان‌ها بسیار بزرگ‌تر از چیزی است که پیش‌ازاین تصور می‌شد.

یک کهکشان کجا به پایان می‌رسد و فضای بین‌کهکشانی آغاز می‌شود؟ پاسخ ساده به‌نظر می‌رسد اگر گاز اطراف کهکشان‌ها را درنظر نگیریم. اما هاله گازی که اطراف دیسک ستاره‌ها را در بر می‌گیرد، حدود ۷۰ درصد جرم یک کهکشان را (بدون محاسبه ماده تاریک) تشکیل می‌دهد. این فضای گازی تا امروز یک راز بود، زیرا ما تنها می‌توانستیم آن را با اندازه‌گیری نوری که از یک جرم پس‌زمینه (مثلاً یک اختروش) جذب می‌کند ببینیم.

اما حالا دانشمندان توانسته‌اند فضای گازی اطراف یک کهکشان مملو از ستاره در فاصله ۲۷۰ میلیون سال نوری (کهکشان IRAS 08339+6517) را ببینند. آن‌ها از تکنیک‌های تصویربرداری عمیق استفاده کرده‌اند که نشان می‌دهد ابر گازها تا فاصله ۱۰۰ هزار سال نوری از کهکشان پراکنده شده‌اند. البته شاید ابعاد واقعی کهکشان‌ها از این هم بزرگ‌تر باشد، زیرا آن‌ها تنها تا همین فاصله را می‌توانستند ببینند.

برای درک بزرگی این عدد، درنظر بگیرید که نور ستارگان این کهکشان (چیزی که ما معمولاً به‌عنوان دیسک ستاره‌ای می‌بینیم) فقط تا شعاع ۷,۸۰۰ سال نوری پراکنده شده است.

پژوهشگران ارتباط فیزیکی هیدروژن و اکسیژن از مرکز کهکشان تا فواصل بسیار دور را مشاهده کرده و نشان داده‌اند که شرایط فیزیکی گاز متغیر است.

ابعاد واقعی کهکشان‌ها

دانشمندان این گازهای وسیع را همه جا پیدا می‌کردند. آن‌ها توانستند ببینند که تأثیر یک کهکشان بر گازهای اطرافش کجا پایان می‌یابد. این مرزی است که گازها به‌تدریج بخشی از یک کهکشان همسایه می‌شوند و درنهایت به یک شبکه گسترده گازهای کیهانی متعلق به کهکشان‌های دیگر می‌پیوندند. درواقع بخش‌هایی از این گازها نقش مرزهایی فازی را برای کهکشان‌های مجاور ایفا می‌کنند.

دانشمندان توانستند یک مرز واضح میان فضای میان‌ستاره‌ای کهکشان و فضای گازی اطراف آن مشاهده کنند. فوتون‌های تابیده‌شده از ستاره‌ها گاز درون کهکشان را یونیزه می‌کنند. اما در فضای اطراف کهکشان، گازها به شیوه‌ای متفاوت داغ می‌شوند. در این فضا، گازها گرمای خود را از تابش‌های پخش‌شده مجموعه کهکشان‌ها در کیهان می‌گیرند و احتمالاً شوک‌ها نیز در گرم کردن آن‌ها نقش دارند.

این کشف به‌لطف ابزار تصویربرداری شبکه کیهانی کِک (KCWI) در تلسکوپ ۱۰ متری کک در هاوایی ممکن شد. این تلسکوپ به یکی از تاریک‌ترین آسمان‌های شب زمین دسترسی دارد و به یک طیف‌سنج میدانی بسیار حساس مجهز است.

این تلسکوپ یک تحول در مشاهده و اندازه‌گیری گازهای پخش‌شده اطراف کهکشان‌ها و درک ابعاد واقعی آن‌ها ایجاد کرده. همچنین اخترشناسان با همکاری با دانشمندان ASTRO 3D توانسته‌اند مرزها را بیشتر نیز جابه‌جا کنند.

این اولین باری است که یک تصویر از فضای اطراف کهکشان تهیه می‌شود. این فضا نقشی مهم در چرخه گازها دارد. فهم شکل این فضا در اطراف کهکشان‌های مختلف (آن‌هایی که ستاره‌زایی دارند، آن‌هایی که ستاره‌زایی ندارند و آن‌هایی که در حالت گذار بین این دو هستند) باعث درک بهتر دگرگونی کهکشان‌ها خواهد شد.

به‌گفته دانشمندان، یکی از دلالت‌های این کشف این است که به احتمال زیاد فضاهای گازی کهکشان‌های آندرومدا و راه شیری همین حالا نیز به یکدیگر رسیده‌اند و با هم تعامل دارند.

دانشمندان نتایج پژوهش خود را در ژورنال Nature Astronomy منتشر کرده‌اند.