یک دانشجوی سال اول اخترفیزیک در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، سه کهکشان کوتولهٔ غیرمعمول را شناسایی کرده است که هم منزوی‌اند و هم خاموش؛ ترکیبی نادر که می‌تواند به توضیح این کمک کند که چرا بعضی کهکشان‌ها دیگر ستاره نمی‌سازند. این پژوهش که در ششم اکتبر ۲۰۲۶ در مجلهٔ اخترفیزیکی منتشر شد، این کهکشان‌ها را به‌عنوان نامزدهای احتمالی «بک‌اسپلَش» معرفی می‌کند؛ سامانه‌هایی که شاید زمانی از نزدیکی یک کهکشان بزرگتر عبور کرده و سپس به فضای دورتر پرتاب شده باشند.
نکات کلیدی
- جولیان شاپیرو، دانشجوی کارشناسی اخترفیزیک در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، نویسندهٔ یگانهٔ این مقاله است.
- این پژوهش سه کهکشان کوتوله را با نام‌های کهکشانهای کوتولهٔ شاپیرو I، II و III شناسایی می‌کند.
- این کهکشان‌ها هم منزوی‌اند و هم خاموش‌اند؛ ترکیبی که در کهکشانهای کوتوله نادر است، زیرا معمولاً انتظار میرود کهکشانهای کوتولهٔ منزوی همچنان ستارهسازی کنند.
- نزدیک‌ترین نامزد کهکشان بزرگتر در این مطالعه، مسیهٔ ۱۰۱ است که با نام کهکشان چرخ‌پیمانه‌ای هم شناخته می‌شود.
- شاپیرو اکنون در نخستین ترم تحصیل در برکلی است و قصد دارد در اخترفیزیک ادامه دهد و با گروه پژوهشی الکس فیلیپنکو همکاری کند.
این کشف برای دانشجویان و پژوهشگران جوان چه معنایی دارد؟
برای دانشجویان کارشناسی و علاقه‌مندان به اخترشناسی، پیام اصلی این است که داده‌های آرشیوی تلسکوپ‌ها هنوز هم میتوانند به کشف‌های اصیل منجر شوند. شاپیرو گفته است که ژورنال‌های در دسترسِ عمومی و مشاهدات آرشیوی به او کمک کردند تا پیش‌زمینه، کدهای مدل‌سازی و تحلیل لازم برای این پروژه را، در حالی که هنوز دبیرستانی بود، بسازد.
نکتهٔ عملی برای دانشجویان این است که پژوهش در اخترفیزیک همیشه با سهمیهٔ زمان تلسکوپ آغاز نمی‌شود. در این پرونده، کار بر پایهٔ شبیه‌سازی‌ها و داده‌های پیمایش‌های موجود پیش رفت و شاپیرو می‌گوید مشاهده‌های پیگیری از تلسکوپ‌های فضایی با وضوح بالا می‌تواند کمک کند روشن شود که آیا این کهکشان‌ها واقعاً منزوی‌اند و آیا از نوع بکاسپلش هستند یا نه.
- حوزه: اخترفیزیک و کیهان‌شناسی.
- مسیر پژوهش: داده‌های آرشیوی، شبیه‌سازی‌ها و برآورد فاصله.
- گام بعدی در این مطالعه: مشاهده‌های پیگیری برای دقیق‌تر کردن جایگاه کهکشان‌ها و آزمودن توضیح‌های جایگزین.
- زمینهٔ حرفه‌ای: شاپیرو به‌عنوان همکار داویدسون ۲۰۲۶ برگزیده شده و در سال ۲۰۲۵ جایزهٔ ملی اخترشناس جوان انجمن اخترشناسی را گرفته است.
چرا این کهکشان‌ها مهم‌اند؟
اهمیت این کشف در آن است که کهکشانهای کوتولهٔ منزوی معمولاً انتظار میرود ستارهسازی را ادامه دهند، در حالی که کهکشانهای کوتولهٔ خاموش معمولاً نزدیک میزبانهای بزرگتر دیده میشوند؛ جایی که گاز می‌تواند از آنها جدا شود. پیدا کردن کهکشانهایی که هم منزوی‌اند و هم خاموش، به اخترشناسان مجموعه‌ای روشن از نامزدها می‌دهد تا بررسی کنند آیا فرایند بکاسپلش می‌تواند این ناهماهنگی را توضیح دهد.
در مقالهٔ شاپیرو آمده است که مدل استاندارد کیهان‌شناسی، یعنی لامبدا-مادهٔ تاریک سرد، پیش‌بینی می‌کند که کهکشانهای بکاسپلش باید رایج باشند، اما شناسایی آنها در جهان محلی دشوار بوده است. نامزدهای تازه میتوانند با فراهم کردن اجرامی برای تأیید در مشاهدات آینده، این شکاف را کمتر کنند.
شاپیرو این کشف را چگونه انجام داد؟
شاپیرو از شبیه‌سازی‌ها استفاده کرد تا برآورد کند که کهکشانهای کوتولهٔ بکاسپلش احتمالاً در کدام نواحی نزدیک یک کهکشان شبیه راه‌شیری ظاهر میشوند و داده‌های آرشیوی تلسکوپ‌ها در کجا میتوانند آنها را آشکار کنند. سپس مشاهدات را تحلیل کرد تا فاصله‌ها را برآورد کند و بسنجد آیا کهکشان‌ها واقعاً منزوی هستند یا نه.
این مقاله همچنین روش‌های تازه‌ای برای پیش‌بینی فراوانی این کهکشان‌ها پیشنهاد می‌کند. یکی از کهکشان‌ها، کهکشان کوتولهٔ شاپیرو II، ممکن است در عوض یک ماهوارهٔ کم‌نور برای کهکشان مارپیچی NGC 5585 باشد و همین نشان می‌دهد که پیش از قطعی شدن این نامزدها، به کار پیگیری بیشتری نیاز است.
گام بعدی برای دانشجوی برکلی چیست؟
شاپیرو اکنون در برکلی درس‌های اخترفیزیک، ریاضی و فیزیک می‌گذراند و برای رسیدن به رشتهٔ اصلی مورد نظرش آماده می‌شود. او همچنین به گروه پژوهشی الکس فیلیپنکو می‌پیوندد تا بر تنش هابل، یعنی اختلاف دربارهٔ نرخ انبساط جهان، کار کند و امیدوار است مشاهدات پیگیری از آن سه کهکشان را هم انجام دهد.
این دستاورد پیش‌تر از سوی مؤسسهٔ داویدسون هم شناخته شده است و هیئت علمی اخترشناسی برکلی بر ترکیب کم‌نظیر تجربهٔ پژوهشی پیشرفته و تحصیل کارشناسی تأکید کرده است.
پرسش‌های متداول
کهکشانهای بکاسپلش چیستند؟
کهکشانهای بکاسپلش کهکشانهایی هستند که شاید زمانی از نزدیکی یک همسایهٔ بسیار بزرگتر گذشته، گاز خود را بر اثر نیروهای محیطی از دست داده و سپس به فضای منزویتری پرتاب شده باشند. مقالهٔ شاپیرو می‌گوید سه کهکشانی که او شناسایی کرده، نامزدهای احتمالی این دسته‌اند.
چرا برای کهکشانهای کوتولهٔ خاموش، انزوا غیرعادی است؟
چون کهکشانهای کوتوله در نواحی منزوی معمولاً انتظار میرود گاز سرد خود را حفظ کنند و به ستارهسازی ادامه دهند. وقتی یک کهکشان کوتوله خاموش می‌شود، اخترشناسان معمولاً به‌دنبال یک میزبان پرجرم نزدیک می‌گردند که بتواند آن گاز را جدا کرده باشد.
