کهکشان راه شیری همیشه برای اخترشناسان، دانشمندان و علاقهمندان به فضا جذاب بوده است. اما آیا میدانید لبه آن کجاست؟ تحقیقات جدید نشان میدهد که مرز واقعی منطقه ستارهزای کهکشان راه شیری، که حدود ۴۰,۰۰۰ سال نوری از مرکز آن فاصله دارد، ممکن است نزدیکتر از چیزی باشد که قبلاً تصور میشد.
مطالعهای که در ساینس دیلی منتشر شده، نشان میدهد دانشمندان این مرز را با استفاده از روش نقشهبرداری سنی ستارگان شناسایی کردهاند. آنها دریافتند که منطقه ستارهزای راه شیری در حدود ۴۰,۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان به پایان میرسد، که این موضوع با یک چرخش غافلگیرکننده در سن ستارگان آشکار شد. ستارگانی که در فاصلههای دورتر یافت میشوند، به تدریج در طول زمان به آنجا مهاجرت کردهاند.
تعیین مرز کهکشان راه شیری همواره دشوار بوده است، زیرا دیسک آن ناگهانی به پایان نمیرسد، بلکه به تدریج در فضا محو میشود. برای حل این مشکل، محققان ترکیبی از اندازهگیری سن ستارگان غولپیکر درخشان را با شبیهسازیهای پیشرفته تکامل کهکشان به کار گرفتند. این کار الگوی مشخصی شبیه حرف U را در توزیع سن ستارگان آشکار کرد که حد بیرونی تشکیل فعال ستارگان را مشخص میکند.
دکتر کارل فیتنی، نویسنده اصلی مقاله، اشاره کرد: «وسعت دیسک ستارهزای راه شیری مدتها سوالی باز در باستانشناسی کهکشانی بوده است. با نقشهبرداری از نحوه تغییر سن ستارگان در سراسر دیسک، اکنون پاسخی کمی واضح و دقیق داریم.»
این مطالعه همچنین نشان میدهد که راه شیری از درون به بیرون رشد میکند. به طور معمول، ستارگان جوانتر دورتر از مرکز هستند، زیرا تشکیل ستارگان به مرور زمان به سمت بیرون گسترش مییابد. با این حال، در حدود ۳۵,۰۰۰ تا ۴۰,۰۰۰ سال نوری، این روند معکوس میشود و ستارگان دوباره مسنتر میشوند و پروفایل U شکلی را تشکیل میدهند.
محققان با مقایسه مشاهدات با شبیهسازیها دریافتند که جوانترین ستارگان نشاندهنده افت شدید در بهرهوری تشکیل ستارگان هستند که مرز ستارهزای راه شیری را تأیید میکند. پروفسور جوزف کاروانا، نویسنده همکار و سرپرست پروژه مستقر در دانشگاه مالت، گفت: «دادههای موجود اکنون به سنهای دقیقتر ستارهای اجازه میدهند تا به عنوان ابزارهای قدرتمندی برای رمزگشایی داستان راه شیری عمل کنند و دورانی جدید از کشف درباره کهکشان خانهمان را آغاز کنند.»
دانشمندان به «مهاجرت شعاعی» اشاره میکنند، فرایندی که در آن ستارگان به دلیل تعاملات درون کهکشان به آرامی از محل تولد خود به بیرون رانده میشوند. از آنجایی که این حرکت تدریجی است، دورترین ستارگان معمولاً مسنترینها هستند. نکته مهم آن است که این ستارگان مدارهای تقریباً دایرهای را دنبال میکنند، که نشان میدهد آنها در داخل دیسک تشکیل شدهاند و نه اینکه توسط برخورد کهکشانی به بیرون پرتاب شده باشند.
پروفسور ویکتور پی. دباتیستا توضیح داد: «نکته کلیدی در مورد ستارگان دیسک بیرونی این است که آنها در مدارهای نزدیک به دایرهای قرار دارند، به این معنی که باید در دیسک تشکیل شده باشند. اینها ستارگانی نیستند که توسط یک کهکشان اقماری در حال سقوط به شعاعهای بزرگ پراکنده شده باشند.»
برای کشف این مرز، محققان بیش از ۱۰۰,۰۰۰ ستاره غولپیکر را با استفاده از دادههای طیفسنجی از پیمایشهای LAMOST و APOGEE، همراه با اندازهگیریهای دقیق از ماهوارههای گایا، تجزیه و تحلیل کردند. با تمرکز ویژه بر ستارگانی که در دیسک اصلی کهکشان میچرخند، محققان توانستند امضای رشد از درون به بیرون را جدا کنند. این کار به آنها اجازه داد تا آن را از سایر فرایندهایی که میتوانند بر حرکت و توزیع ستارگان تأثیر بگذارند، جدا کنند.
سپس تیم از شبیهسازیهای پیشرفته برای تأیید تفسیر خود استفاده کرد. این مدلها نشان دادند که الگوی سنی U شکل به طور طبیعی زمانی ایجاد میشود که تشکیل ستارگان به شدت کاهش مییابد و ستارگان مسنتر به سمت بیرون مهاجرت میکنند، که این ایده را تقویت میکند که این نشاندهنده مرز واقعی دیسک ستارهزاست.
در حالی که مکان مرز اکنون روشنتر شده، دلیل کاهش تشکیل ستارگان در آنجا نامشخص باقی مانده است. توضیحات احتمالی شامل تأثیر تجمع گاز در شعاعهای خاص به دلیل میله مرکزی راه شیری یا اعوجاج در دیسک بیرونی آن میشود.
