«باغ ‌کهکشان» ‌همکاری در ‌اکتشافات نجومی از ‌خانه

وی خاطرنشان کرد: عموم علاقه‌مندان به نجوم در سراسر دنیا می‌توانند با مراجعه به سایت اینترنتی Galaxyzoo (باغ کهکشان) که نسخه فارسی آن در نشانی www.galaxyzoo.org‌/‌?lang=fa قابل دسترسی است با دسته‌بندی کهکشان‌های ثبت شده در طرح SDSS و دیگر طرح‌ها مانند تصاویر تلسکوپ فضایی هابل از کهکشان‌های دوردست، دانشمندان را در درک چگونگی تشکیل‌ کهکشان‌ها یاری کنند. این دسته‌بندی به‌صورت چشمی و براساس شکل کهکشان و ساختار ظاهری آنها صورت می‌گیرد. سایت دارای راهنما و توضیحات لازم به زبان فارسی بوده و مناسب دانش‌آموزان و عموم مردم است.

استراتژی باغ کهکشان بر این واقعیت استوار است که شکل یا ریخت کهکشان‌ها اطلاعات زیادی در اختیار ما قرار می‌دهد. براساس طبقه‌بندی معروف هابل، کهکشان‌ها به سه دسته اصلی بیضی‌گون‌ها، مارپیچی‌ها و مارپیچی‌های میله‌دار تقسیم‌بندی می‌شوند. البته برخی نیز نامنظم هستند و در هیچ‌کدام از سه دسته فوق قرار نمی‌گیرند؛ اما در درون همین دسته‌بندی کلی نیز زیردسته‌های دیگری نیز وجود دارد. برای مثال اگر یک کهکشان مارپیچی پیدا کنید به‌طور معمول ـ اما نه همیشه ـ نشانه وجود دیسک چرخانی از ستاره، گاز و غبار بوده و سوخت لازم برای ستاره‌زایی آینده کهکشان موجود است. اگر مجموعه‌گردی از ستاره‌ها که به آنها کهکشان بیضی‌گون می‌گوییم پیدا کنید، احتمالا به یک سیستم ستاره‌ای پیرتر که مدت‌ها قبل ستاره‌زایی در آن به اتمام رسیده نگاه می‌کنید. مطالعه تاریخچه تحول کهکشان‌ها نشان می‌دهد که بیضی‌گون‌ها به احتمال زیاد حاصل برخورد رو در روی دو کهکشان کوچک‌تر است. نشان‌های زخم‌مانندی چون دیسک پیچیده، برآمدگی مرکزی یا بالج یا دنباله‌ای از ستاره‌ها نشان‌دهنده حیات پیچیده این نوع کهکشان‌هاست.

این اخترفیزیکدان که عمده تحقیقاتش به بررسی کهکشان‌های گروه‌ها و خوشه‌های کهکشانی، روند تشکیل و تحول آنها و ارتباط ساختار کهکشان‌ها با محیط پیرامون آنها اختصاص داشته است، خاطرنشان کرد: صرف‌نظر از تاثیر ادغام کهکشان‌ها بر ریخت و ظاهر آنها، عوامل دیگری نیز می‌توانند بر شکل کهکشان‌ها تاثیر بگذارند. برای نمونه شواهد زیادی بر تاثیر سیاه‌چاله‌هایی که در مرکز کهکشان‌ها قرار دارند بر محیط اطراف آنها وجود دارد.

با ریزش مواد به سمت سیاه‌چاله، دمای آن نیز بشدت افزایش می‌یابد و تابش ناشی از آن به التهاب عظیمی منجر می‌شود که گاه به کمک جت‌های بسیار پرتوان، مواد را از اطراف سیاه‌چاله (البته نه از خود سیاه‌چاله) با سرعتی نزدیک به سرعت نور به بیرون پرتاب می‌کند. به نظر می‌رسد که ترکیب این نیروها می‌تواند موجب گرمایش یا خروج گاز از کهکشان و در نتیجه کاهش سوخت مورد نیاز برای ستاره‌زایی آینده کهکشان شده و تغییر شکل همیشگی کهکشان شود.

وی به اهمیت محیط اطراف کهکشان‌ها اشاره کرد و گفت: در مرکز خوشه سنبله، نزدیک‌ترین خوشه کهکشان‌ها به ما، به‌دلیل سرعت بالای کهکشان‌ها که ناشی از قدرت گرانشی خوشه است، ادغام کهکشان‌ها بندرت اتفاق می‌افتد. در بخش‌هایی از عالم که خالی‌تر است نیز چگالی کهکشان‌ها کمتر از آن است که ادغام کهکشان‌ها نقش مهمی ایفا کند. احتمالا فقط در بخش‌های بیرونی کهکشان‌ها و گروه‌های کهکشانی کوچکی مانند گروه موضعی خودمان است که ادغام ، نقش برجسته‌ای دارد. عجیب نیست در انواع مختلف کهکشان‌ها را در محیط‌های مختلف بیابیم و این وابستگی محیطی نیز باید مدنظر قرار گیرد.

وی تصریح کرد: تفکیک نقش هریک از این فرآیندها در شکل‌گیری کهکشان‌ها نیازمند نمونه آماری بسیار بزرگی از کهکشان‌‌های دسته‌بندی شده است. داشتن یک مجموعه از کهکشان‌های قرمز، میله‌ای و مارپیچی که در گوشه‌ای از خوشه‌های کهکشانی قرار دارند از جمله نیازهای عادی منجمان است و اگر نمونه آماری کوچک باشد با تنگ‌تر کردن جستجو یا افزایش قید دیگر کهکشانی باقی نمی‌ماند. از این‌روست که طبقه‌بندی میلیون‌‌ها کهکشان به کمک منجمان می‌آید. درست است که مساحی‌های مدرن به اندازه کافی تصویر کهکشان در اختیار ما می‌گذارند، اما ما به مردم برای طبقه‌بندی آنها نیاز داریم.

تصاویر از کجا می‌آیند؟

مساحی آسمان دیجیتال اسلون (SDSS) که سال ۲۰۰۰ میلادی شروع شد، یکی از اولین و بزرگ‌ترین نقشه‌های دیجیتال عالم است که در اختیار منجمان است. اولین مساحیSDSS که پنج سال طول کشید، با استفاده از دو ابزار رصدی انجام شد، یک دوربین تصویربرداری ۱۲۶ مگاپیکسلی و دو طیف نگار تغذیه شده از سوی فیبر نوری که همگی روی یک تلسکوپ 2.5 متری در رصدخانه آپاچی پوینت (Apache Point Observatory) در نیومکزیکو قرار گرفته‌ است.‌خسروشاهی تصریح کرد: میراث علمی SDSS شگفت‌انگیز است که بخشی از آن به‌ دلیل انتشار آن در جامعه نجوم و بین عموم مردم است. برای مثال سال ۲۰۱۱ گروه همکاریSDSS اقدام به انتشار هشتمین سری داده‌ها (DR8) کرد که تصاویر اپتیکی ۱۴۵۵۵ درجه مربع از آسمان را که در برگیرنده ۹۳۲ میلیون جسم بوده و یک میلیون و ۶۳۰ هزار آنها دارای طیف SDSS بودند، شامل می‌شد طیف کهکشان‌ها امکان اندازه گیری فاصله کهکشان‌ها را در اختیار ما می‌گذارد. این یک بانک اطلاعات نجومی فوق‌العاده است که از طریق یک پایگاه داده پیشرفته به طور مجانی در اختیار عموم است. منجمان با استفاده از داده‌های عمومیSDSS بیش از 4000 مقاله نوشته اند که ۱۷۵ هزار بار به آنها ارجاع شده است.

وی خاطرنشان کرد: اکنون در سال ۲۰۱۴ چهارمین فاز SDSS در حال برنامه‌ریزی است. این فاز شامل تعدادی از مساحی‌های هدف‌گیری شده مانند eBOSS ،MaNGA‌ و APOGEE‌-S2 است که هدف آنها شناسایی عالم دوردست، دینامیک کهکشان‌های نزدیک و مطالعه ستاره‌های کهکشان خودمان است. با اتمام فاز چهارم مساحیSDSS داده‌های عالی برای دو دهه ارائه می‌کند که شامل طیف بیش از پنج میلیون شی نجومی است.

دکتر خسروشاهی با بیان این که همچنان که به عمق عالم خیره می‌شویم، به گذشته نگاه می‌کنیم و چون عالم در حال انبساط است، کهکشان‌هایی که می‌بینیم با سرعت بیشتری از ما دور می‌شوند، اظهارکرد: نسل جدید مساحی‌ها با استفاده از WFC3 نمای بی‌سابقه‌ای از یک سوم آغازین عالم یعنی سه تا چهار میلیارد سال بعد از انفجار بزرگ را در اختیار ما قرار می‌دهند. نخستین مساحی در این میان،‌ مساحی عمیق فراکهکشانی در باند فروسرخ (CANDELS) است. این مساحی که بزرگ‌ترین مساحی در میان مجموعه مساحی‌های گنجینه هابل است‌ با پوشش بخش‌های مختلف آسمان و در کنار هم قرار دادن این بخش‌ها، بزرگ‌ترین مجموعه‌ تصاویر از عمق کیهان (کیهان اولیه) در باند فروسرخ را فراهم ‌کرده است. ترکیب باغ کهکشان با این مساحی، ابزاری توانمند برای درک ابتدایی‌ترین مراحل از تحول کیهان را که یکی از اساسی‌ترین سوالات در کیهان‌شناسی رصدی است، ‌ارائه می‌دهد.

خسروشاهی تصریح کرد: مقایسه ریخت‌شناسی کهکشان‌ها در بازه‌های طول موجی مختلف،‌ تصویری کامل‌تر از فرایند‌های حاکم بر اختر فیزیک را ارائه می‌کند. دنبال کردن ستاره‌ها براساس دما، ‌تخمین سن و تحول شیمیایی ستارگان را میسر می‌کند و شناسایی نواحی ستاره‌زا، ما را به چگال‌ترین نقاط دیسک کهکشان‌ها و محل‌هایی که عمده جرم کهکشان‌ها در آنجا شکل گرفته رهنمون می‌کند.

به گفته وی، تصاویر جدید باغ کهکشان در باند فروسرخ، با استفاده از تلسکوپ 3.8 متریUKIRT نصب شده روی قله موناکیا در هاوایی در ارتفاع تقریبا 4200 متری به دست آمده است. از سال ۲۰۰۵ تلسکوپ UKIRT مساحی گسترده‌ای از نیمکره شمالی آسمان که UKIDSS نامیده می‌شود را در باند فروسرخ آغاز کرده و ۷۵۰۰ درجه مربع از آسمان را در بازه طول موجی یک تا 2.5 میکرون پوشش می‌دهد. بخشی از این مساحی به پوشش نواحی که توسط مساحی SDSS رصد شده اختصاص دارد. این به ‌آن معنی است که تصاویر UKIDSS در باغ کهکشان، پیش از این توسط کاربران نسخه دوم باغ کهکشان دسته‌بندی شده است. همین مورد سبب می‌شود تا مقایسه‌ای مستقیم بین این دو نمونه انجام داده و چگونگی تغییرات ریخت‌شناسی را با تغییر طول بررسی کنیم.

این سایت همچنین شامل تصاویر ثبت شده توسط تلسکوپ فروسروخ بریتانیا در هاوایی، مربوط به پروژه جدید UKIDSS است. تصاویر فروسرخ و مرئی دو تفاوت عمده دار‌ند؛ اول، ستاره‌های پیرتر در طول موج فروسرخ درخشان‌تر هستند (در حالی که در نور مرئی ما ستاره‌های جوان‌تر را می‌بینیم) و دوم‌ نور فروسرخ، مانند نور مه‌شکن، می‌تواند از گردوغبار و دود مرکز کهکشان‌ها عبور کند. بازبینی تصاویر UKIDSSدر باغ کهکشان این امکان را فراهم می‌کند که توزیع ستاره‌های جوان و پیر در یک کهکشان و ساختار بخش‌های مرکزی کهکشان نمایان شود.

دکتر خسروشاهی می‌افزاید: این سایت از سوی گروهی از منجمان در دانشگاه آکسفورد راه‌اندازی شده و پشتیبانی زبان فارسی آن توسط پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش‌های بنیادی و انجمن نجوم ایران انجام می‌شود که جا دارد برای این کار از آقایان علیرضا مولایی‌نژاد و سهراب شیخانی که در راه‌اندازی این سایت فارسی کمک کردند، تشکر کنم.

علی شمس / جام جم