>> تلسکوپ جیمز وب رازهای کهکشان مارپیچی میلهای NGC ۱۳۶۵ را در نور فروسرخ فاش کرد >> کهکشان

>> تلسکوپ جیمز وب رازهای کهکشان مارپیچی میلهای NGC ۱۳۶۵ را در نور فروسرخ فاش کرد >> کهکشان مارپیچی میلهای NGC ۱۳۶۵ در فاصلهای حدود ۵۶ میلیون سال نوری از زمین و در راستای صورت فلکی جنوبی کوره قرار دارد. این کهکشان عظیم با قطر تقریبی ۲۰۰ هزار سال نوری، تقریباً دو برابر کهکشان راه شیری است و از بزرگترین نمونههای شناختهشده در جهانسما محسوب میشود.

تصویر بینظیر تلسکوپ جیمز وب از ساختار درونی کهکشان ابزار فروسرخ میانی (MIRI) نصب بر روی تلسکوپ فضایی جیمز وب، تصویری شگفتانگیز از این کهکشان در باندهای فروسرخ ثبت کرده است. این عکس با وضوح بالا، شبکهای پیچیده از رشتهها و حبابهای پر از غبار را آشکار میکند که توسط ستارگان جوان و داغ در بازوهای مارپیچی شکل گرفتهاند.

میدان دید وب در این رصد، نزدیک به ۶۰ هزار سال نوری از عرض کهکشان را پوشش داده و جزئیات هسته مرکزی و خوشههای ستارهای تازهمتولد را به نمایش میگذارد. شواهد برخوردهای کهکشانی در نواحی بیرونی بررسی نواحی بیرونی NGC ۱۳۶۵ نشاندهنده اثرات فرسایشی ناشی از برخوردهای کهکشانی در گذشته است. این ویژگیها گواهی بر تعاملات دینامیکی و ادغامهای کهکشانی هستند که ساختار فعلی این کهکشان عظیم را شکل دادهاند.

نقش میله کهکشانی در طوفان ستارهزایی اخترشناسان معتقدند میدان گرانشی میله مرکزی کهکشان NGC ۱۳۶۵، موتور محرک تکامل این کهکشان است. این میله بهعنوان یک نوار انتقال، گاز و غبار بین ستارهای را به سمت مرکز کهکشان و گرداب ستارهساز میکشاند. این جریان مداوم مواد، شرایط ایدهآلی برای طوفان ستارهزایی فراهم آورده و در نهایت سیاهچاله ابرپرجرم مرکزی را تغذیه میکند.

اهمیت علمی برای مدلسازیهای کیهانی ویژگیهای دینامیکی این کهکشان، از جمله شدت چرخش، پراکندگی جرم و الگوی جریان گاز، دادههای حیاتی برای مدلسازیهای کیهانی و درک بهتر فرآیندهای ستارهزایی در کهکشانهای مارپیچی فراهم میکند. مطالعه NGC ۱۳۶۵ به علمدانان کمک میکند تا فیزیک حاکم بر تکامل کهکشانهای بزرگ میلهدار را دقیقتر رمزگشایی کنند.

>> پژوهشهای ادامهدار بر روی دادههای دریافتی از ابزار MIRI تلسکوپ جیمز وب، دیدگاههای نوینی را درباره چرخه حیات ستارگان در کهکشانهای میلهدار به محققان عرضه کرده است. برخلاف تلسکوپ هابل که بیشتر در نور مرئی و ماوراء بنفش کار میکرد، قابلیتهای فروسرخ میانی وب امکان عبور از لایههای غبار ضخیم که نواحی ستارهزایی را در نور مرئی پنهان کردهاند، را فراهم آورده است.

مقایسه رصدهای وب با تلسکوپهای پیشین تصاویر قبلی از تلسکوپهای زمینی و فضایی نظیر هابل و اسپیتزر، اگرچه ساختار کلی بازوهای مارپیچی و میله مرکزی را نشان میدادند، اما جزئیات ریزِ فرآیندهای فیزیکی در هسته کهکشان و نواحی غبارآلود را به دلیل محدودیت تفکیکپذیری طیفسنجی و حساسیت در باندهای درازتر موج، نمیتوانستند به درستی ترسیم کنند.

تلسکوپ جیمز وب با آینهی ۶.۵ متری خود و ابزارهای پیشرفته، تفکیکپذیری زاویهای و حساسیت بیسابقهای در طول موجهای ۵ تا ۲۸ میکرومتر ارائه میدهد که دقیقاً در محدودهی خطوط انتشار مهم مولکولها و غبار قرار دارد. تشخیص مولکولهای آلی پیچیده و غبار سیلیکاتی دادههای طیفسنجی MIRI نشان میدهد که در نواحی ستارهزایی فعال بازوهای مارپیچی، امضای قوی ویژگیهای انتشار غبار سیلیکاتی و هیدروکربنهای آلی چند حلقهای (PAH) وجود دارد.

این مولکولها نشاندهندهی محیطهای غنی از کربن و فرآیندهای شیمیایی پیشزیستی در میان کهکشانی هستند که میتوانند بذرهای اولیهی تشکیل سیارات و حیات باشند. توزیع مکانی این امضاها با نواحی یونیزاسیون شده توسط ستارگان داغ و جوان همارز است که نشان میدهد انرژی ستارگان تازهمتولد، شیمیاء محیط اطراف را به شدت تغییر میدهد.

دینامیک گاز مولکولی و جریانهای ورودی رصدهای همزمان با آرایهی میلیمتری بزرگ آتاکاما (ALMA) در طول موجهای رادیویی، مکمل دادههای وب هستند. ترکیب این دو مجموعه داده به اخترشناسان اجازه میدهد تا سرعت و جهت جریان گاز مولکولی (بهویژه مونوکسید کربن CO) را در مقیاسهای زیر ثانیه قوسی اندازهگیری کنند.

نتایج نشان میدهد که میله کهکشانی یک نوار انتقال کارآمد عمل میکند و گاز را با سرعتهای بالا از نواحی بیرونی به سمت حلقهی ستارهزایی مرکزی و در نهایت به هسته کهکشان هدایت میکند. تغذیه هسته کهکشان فعال (AGN) هسته کهکشان NGC ۱۳۶۵ یک هسته کهکشان فعال از نوع سیفرت ۱ ( ۱) میزبان است که در آن یک سیاهچاله ابرپرجرم با جرم تقریبی چند میلیون برابر جرم خورشید، به طور فعال ماده میبلعد.

دادههای وب نشان میدهند که جریان گاز و غبار ناشی از میله، مستقیماً به توروس غباری اطراف سیاهچاله متصل است و سوخت مورد نیاز برای فعالیت هسته را تأمین میکند. تغییرات سریع در جذب اشعه ایکس این هسته، که قبلاً رصد شده بود، اکنون با دیدن ساختار غباری در مقیاسهای کوچک توسط وب، تفسیر فیزیکی دقیقتری یافته است.

سازماندهی مقیاس بزرگ و تعاملات کهکشانی کهکشان NGC ۱۳۶۵ عضو برجستهی خوشه کهکشانهای کوره است که دومین نزدیکترین خوشه غنی کهکشان به ما پس از خوشه ویرگو میباشد. تعاملات گرانشی با کهکشانهای همسایه و پتانسیل گرانشی خوشه، (ردهای) قابل مشاهدهای در هاله کهکشان و نواحی بیرونی بازوهای مارپیچی به جای گذاشته است.

دمهایی که در عکسهای عمیق نور مرئی و فروسرخ دیده میشوند، شواهدی بر استریپینگ غبار و گاز ناشی از فشار رام و تداخلهای کهکشانی هستند. نقش محیط خوشه در تکامل کهکشان مطالعه NGC ۱۳۶۵ به عنوان یک آزمایشگاه کیهانی ایدهآل، به درک نقش محیط خوشه در مهار یا تحریک ستارهزایی کمک میکند.

در حالی که میله داخلی ستارهزایی را تحریک میکند، محیط پر از گاز داغ خوشه (ICM) میتواند گاز سرد کهکشان را از بین ببرد و در درازمدت به سرکوب ستارهزایی منجر شود. رصدهای وب در باندهای فروسرخ، لبههای تیز و ساختارهای خزندهای را در حاشیه کهکشان نشان میدهند که نشانهی این فرآیندهای مهارکننده هستند.

آینده رصدهای تلسکوپ جیمز وب برای کهکشانهای میلهدار موفقیت رصد NGC ۱۳۶۵، پیشنمونهای است برای برنامههای رصد گستردهتر تلسکوپ جیمز وب بر روی نمونهای بزرگتر از کهکشانهای مارپیچی میلهدار در جهانسما. برنامههایی مانند در حال ترسیم نقشههای دقیق ستارهزایی، ساختار غبار و دینامیک گاز در دهها کهکشان نزدیک هستند.

این دادهها به ما اجازه میدهند تا مدلهای شبیهسازی هیدینامیکی کهکشانها را با دقت بیسابقهای بسنجیم و پارامترهای کلیدی مانند نرخ تبدیل گاز به ستاره و زمان حیات ابرهای مولکولی را در محیطهای گرانشی مختلف (میله، بازو، هسته) تعیین کنیم. نتیجهگیری بازنمایی کهکشان ما درک کامل فیزیک کهکشان NGC ۱۳۶۵، تنها برای شناخت یک شیء کهکشانی دور نیست، بلکه کلید درک کهکشان خودمان، راه شیری، است.

از آنجا که ما در داخل راه شیری قرار داریم، رصد ساختار میله، بازوها و هسته کهکشان ما با موانع زیادی روبروست (مانند غبار درهمریخته و عدم دید برونریختگی). NGC ۱۳۶۵ به عنوان یک آنالوگ نزدیک و با دید برونریختگی ( نسبتاً خوب)، به ما امکان میدهد تا فرآیندهایی را که در کهکشان ما نیز رخ میدهد، از منظر یک ناظر بیرونی بررسی کنیم. تلسکوپ جیمز وب با چشمهای فروسرخ خود، در حال بازنویسی کتابچه راهنمای تکامل کهکشانهای مارپیچی است.