احسان سنایی
اخترشناسان مکزیکی و آمریکایی، با کمک مشاهدات تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرا، موفق به کشف مدارکی شده‌اند که نشان می‌دهد کهکشان راه شیری ما، با هاله غول‌آسایی از گاز احاطه شده که قطرش به صدها هزار سال نوری می‌رسد. اگر برآورد دانشمندان از ابعاد و جرم این هاله درست باشد، آن را می‌توان پاسخ قانع‌کننده‌ای برای معمای «باریون‌های گم‌شده»ی کهکشان‌مان هم مطرح نمود.
نام «باریون»، به گروهی از ذرات زیراتمی نظیر پروتون‌ها و نوترون‌ها اطلاق می‌شود که بالغ بر ۹۹.۹درصد جرم مجموع اتم‌های سازنده کیهان را شکل می‌دهند. طبق مطالعاتی که بر روی هاله‌های پیراکهکشانی و کهکشان‌های فوق‌العاده دوردست انجام پذیرفته، کل جرم باریونی حاضر در سنین نوجوانی جهان، یا هنگامی‌که تنها چند میلیارد سال از عمرش می‌گذشته، چیزی در حدود یک‌ششم جرم و تراکم ماده تاریک در آن زمان بوده. ولی برآوردهایی که از جرم باریون‌های سازنده ستارگان و گاز درون راه شیری و همچنین سایر کهکشان‌های عصر حاضر انجام پذیرفته ― یعنی حدود ۱۰ میلیارد سال بعد از آن دوران ― نشان می‌دهد اقلاً نصف آن باریون‌های اولیه دیگر امروزه پیدا نیستند.
چندی پیش، تیمی متشکل از پنج اخترشناس بین‌المللی، با کمک داده‌هایی که توسط تلسکوپ‌های فضایی پرتو ایکس چاندرا، XMM-نیوتن (متعلق به سازمان فضایی اروپا)، و ماهواره ژاپنی سوزاکو به دست آمده بود، حد و حدود جرم، ابعاد و همچنین دمای هاله کهکشانی‌مان را تخمین زدند. چاندرا، هشت منبع نورانی پرتو ایکس را زیر نظر گرفت، که با فواصلی در حدود صدها میلیون سال نوری، فوق‌العاده دورتر از مرزهای کهکشان‌مان واقع شده‌اند. نتایجْ حکایت از این داشت که بخشی از پرتوهای ایکس ناشی از این منابع دوردست کیهانی، در اطراف کهکشان خودمان جذب یون‌های اکسیژن می‌شوند. به همین نحو، این دانشمندان دمای هاله پیراکهکشانی ما را در حدود ۱ تا ۲.۵ میلیون کلوین تخمین زدند، که چندصد برابر از سطح خورشید هم داغ‌تر است.
البته پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند که راه شیری نیز همچون سایر کهکشان‌ها، در هاله داغی از گاز یونیزه با دمای متوسط یکصدهزار تا یک میلیون کلوین احاطه شده است. همین مطالعات، از وجود گاز داغ‌تری با دمای تقریباً یک میلیون کلوین نیز خبر داده بودند. اما طبق پژوهش اخیر، این گاز داغی که کهکشان ما را دربرگرفته، فوق‌العاده پرجرم‌تر از هاله نسبتاً سردتری‌ست که پیش‌تر پیدا شده بود.
پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند که راه شیری نیز همچون سایر کهکشان‌ها، در هاله داغی از گاز یونیزه با دمای متوسط یکصدهزار تا یک میلیون کلوین احاطه شده است. همین مطالعات، از وجود گاز داغ‌تری با دمای تقریباً یک میلیون کلوین نیز خبر داده بودند. اما طبق پژوهش اخیر، این گاز داغی که کهکشان ما را دربرگرفته، فوق‌العاده پرجرم‌تر از هاله نسبتاً سردتری‌ست که پیش‌تر پیدا شده بود.
آنجالی گوپتا (Anjali Gupta)، سرپرست نویسندگان این پژوهش، که مشروح آن در نشریه The Astrophysical Journal انتشار یافته، می‌گوید: "این را می‌دانیم که پیرامون کهکشان‌مان را گاز احاطه کرده، و همچنین می‌دانیم که دمایش چقدر است. سؤال اینجاست که ابعادش چقدر است و چه جرمی دارد؟"
برای پاسخ به همین سؤالات، این پژوهش‌گران ابتدا داده‌های به‌دست‌آمده از چاندرا در رابطه با یون‌های اکسیژن پیراکهکشانی را با داده‌های به‌دست‌آمده از تلسکوپ‌های XMM-نیوتن و سوزاکو در کنار هم چیدند. نتیجه این شد که جرم گاز، می‌تواند از ۱۰ تا ۶۰ میلیارد برابر جرم خورشید متغیر باشد. اسمیتا ماتور (Smita Mthur) از دانشگاه ایالتی اوهایو، و نیز از پژوهش‌گران این تیم، می‌افزاید: "تحقیقات ما نشان می‌دهد که مشاهدات چاندرا، طبق ضوابط و پیش‌فرض‌های قابل قبولی نشان می‌دهند که منبع بزرگی از گاز داغ در اطراف راه شیری ما وجود دارد. شاید حجمی در حدود چندصد هزار سال نوری از گرداگرد راه شیری را به خود اختصاص داده باشد، و یا شاید حتی تا نزدیکی کهکشان‌های همسایه‌مان هم راه برده باشد. به هر ترتیب اینطور به نظر می‌رسد که جرم‌اش فوق‌العاده زیاد است".
برآورد جرم این هاله غول‌آسا، بستگی به عواملی نظیر نسبت فراوانی اکسیژن به هیدروژن – یعنی بیشترین عنصر تشکیل‌دهنده این هاله – دارد. با این وجود، همین برآورد هم گام مهمی در راستای حل معمای ده‌هاساله باریون‌های گم‌شده محسوب می‌شود. اگرچه شبهاتی نیز همچنان به کار گوپتا و همکارانش وارد است، اما پژوهش آن‌ها بهترین مدرکی‌ست که می‌گوید باریون‌های گم‌شده، در همین هاله داغ گرداگرد کهکشان‌مان پنهان شده‌اند. البته برآوردی که از سطح تراکم این هاله صورت پذیرفته، مقادیر چنان اندکی را نشان داده که احتمال تشخیص نمونه‌های مشابه را در اطراف سایر کهکشان‌ها، با ادوات فعلی‌مان، تقریباً منتفی می‌کند.
منبع: Science Daily
توضیح تصویر:
طرحی از هاله غول‌آسای پیرامون کهکشان راه شیری. در اینجا، قطر هاله در حدود ۳۰۰ هزار سال نوری فرض شده؛ حال‌آنکه شاید ابعادی فوق‌العاده بیش از این داشته باشد. قرص راه شیری، و همچنین دو کهکشان اقماری آن، موسوم به ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک نیز در مرکز هاله مشخص‌اند / منبع: NASA