نجوم وفضا

چشم‌انداز تازه کهکشان راه شیری، گذشته‌ای پر آشوب و پایانی سخت را به تصویر می‌کشد. چشم‌اندازی که کاملا بر خلاف تصور قبلی اخترشناسان است که کهکشان‌ها را مکان‌هایی نسبتا آرام و ساکت می‌دانستند.

نواری رنگ پریده از نور در آسمان شبانگاهی پل زده است، قوسی که رومیان باستان آن را به نام via lactea می‌خواندند: راه شیری. اخترشناسان از دهه 1920 / 1300 می‌دانستند که این نوار کم‌رنگ، نمای از پهلوی کهکشانی است که ما در آن زندگی می‌کنیم: فرفره وسیعی سرشار از سحابی‌ها، ابرهای گازی و میلیاردها ستاره. برای بخش اعظم 9 دهه‌ای که از آن زمان سپری می‌شود، اخترشناسان همچنین تصور می‌کردند کهکشان ما و سایر کهکشان‌های شبیه آن مکان‌هایی نسبتا آرام و ساکت هستند؛ ساختارهای سنگین و آهسته چرخانی که مدت‌های طولانی قبل شکل گرفته‌اند و در حال گذراندن نیمه‌های عمر بی‌حادثه خویش هستند.
به گزارش نیچر، اما از چندی قبل اخترشناسان شروع کردند تا با نگاه تازه‌ای سیمای راه شیری را بنگرند. از اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 / 1350 و 1360، نسل جدید تلسکوپ‌های زمینی و فضایی شروع کردند تا از کهکشان راه شیری در طول موج‌های گوناگون، از مایکروویو تا اشعه ایکس نقشه‌برداری کنند که دانش غیر قابل تصوری را در اختیار اخترشناسان قرار داد. برنامه‌های مشاهده سیستماتیک تا دهه 2000 / 1380، ساختارهای کهکشانی را ترسیم کردند که بخش اعظم آسمان‌ها را پوشانده و آنقدر بزرگ هستند که پیش از آن کسی متوجه آنها نشده بود. تا دهه کنونی، گروه‌های مختلفی از اخترشناسان در حال رقابت برای انجام شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای هر چه قدرتمندتری بودند تا بتواند منشاء کهکشان‌ها را در هر مقیاسی، از ابعاد کیهانی گرفته تا اندازه خوشه‌های ستاره‌ای مدل‌سازی کند. و تا سال آینده، آرایه بزرگ میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) در شیلی نقشه‌برداری از کهکشان راه شیری با جزئیات بی‌نظیری را به پایان خواهد رساند.
اخترشناسان هنوز در حال تقلا و کشمکش برای یکسان‌سازی این اطلاعات جدید هستند. ناسازگاری‌ها، عدم قطعیت‌ها و سوالات بی‌جواب فراوانی وجود دارد؛ اما هیچ کس در این خصوص بحثی ندارد که خانه کیهانی ما یک مرداب دورافتاده و ساکت است. تصویر پدیدار شده از راه شیری نشان می‌دهد که کهکشان ما در آشوب متولد شده است و با سختی و خشونت شکل گرفته است، خاستگاهی که باعث شده است تا در یک وضعیت آشفتگی به سر برد و آینده آن را یک فاجعه مسلم شکل دهد.

هاله ماده تاریک
اخترشناسان هنوز در حال بحث و جدل در خصوص توالی دقیق رخدادهایی هستند که طی تولد راه شیری به وقوع پیوسته‌اند، اما همگی قبول دارند که ماجرا با ماده تاریک آغاز می‌شود: چیزی که همه جا هست، اگرچه نامرئی است و هیچ کس نمی‌داند که دقیقا چیست. ماده تاریک به نسبت پنج برابر فراوان‌تر از ماده معمولی است -ستارگان، گازها و هر چیز دیگری که از اتم‌ها ساخته شده باشد- و هنوز تنها از طریق کشش گرانشی آن بر روی ستارگان و کهکشان‌های مرئی قابل تشخیص است. اخترشناسان از دهه 1970 / 1350 می‌دانند که راه شیری -همانند سایر کهکشان‌ها- در پیله عظیمی از ماده تاریک پیچیده شده که بدون آن، گرانش ایجاد شده توسط ماده معمولی حتی نزدیک به میزان لازم برای کنار هم نگاه داشتن اجزای کهکشان نیست.
در لحظات نخستین پس از مهبانگ، زمانی حدود 13.7 میلیارد سال قبل، گرانش باعث شد تا بی‌نظمی‌های ریزی در ماده تاریک رشد کند، که خوشه‌های متراکم‌تر و متراکم‌تری را در مقیاس‌های گوناگون شکل داد. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که این فرایند خوشه‌سازی همواره به آشوبی از برخوردها و ادغام‌ها مبدل شود. اما طی یک میلیارد سال پس از مهبانگ همه چیز به آرامی فرو نشست، و بخشی از خوشه‌های ماده تاریک تحولی را شروع کرد تا بیشتر شبیه به چیزی شود که راه شیری را احاطه کرده است: هاله‌ای تقریبا کروی که صدها کیلوپارسک قطر (هر کیلوپارسک حدود 3260 سال نوری است) و حدود 10 به توان 12 برابر خورشید (معادل هزار میلیارد برابر خورشید) جرم دارد؛ و تعداد کثیری زیرهاله با جرمی معادل زمین که در هر گوشه‌ای از کهکشان پخش شده است.