دادهها بهتدریج نشان میدهند که کهکشانها و سیاهچالههای مرکزیشان چگونه تکامل مییابند.
پس از تنها یک سال عملیات، مأموریت اکلید سازمان فضایی اروپا شروع به کشف رمزی کرده است که چرا کهکشانها اشکال متفاوتی میگیرند و این اشکال مختلف چگونه با یکدیگر مرتبط هستند. پاسخ به این سؤال مستلزم پیگیری رشد همزمان کهکشانها و سیاهچالههای فوقجرمی مرکزی آنها در طول زمان است.
پس از تنها راهاندازی در ژوئیه ۲۰۲۳، تلسکوپ فضایی اکلید با استفاده از میدان دید فوقالعادهاش ۱٫۲ میلیون کهکشان را مشاهده کرده است. این اشیای کهکشانی در اولین انتشار دادههای فضاپیما که در مارس ۲۰۲۵ صورت گرفت، فهرست شدهاند. تخمین زده میشود که تا پایان مأموریت اصلی ششساله، اکلید دهها میلیون کهکشان را مطالعه خواهد کرد. بنابراین تعجبی ندارد که ستارهشناسان انتظار دارند این ابزار تحولات عمدهای در فهم ما از تکامل کهکشانها ایجاد کند.
«اکلید ترکیبی بیسابقه از وضوح و پوشش آسمانی ارائه میدهد — این مأموریت تمام آسمان فراکهکشانی را نقشهبرداری خواهد کرد»، ماکسیمیلین فابریسیوس، دانشمند مؤسسه ماکس پلانک فیزیک خارجسیارهای (MPE)، در بیانیهای گفت. «برای اولین بار میتوانیم بهطور نظاممند بررسی کنیم که چگونه اشکال و ساختارهای مرکزی کهکشانها با تاریخچهٔ شکلگیری آنها در مقیاسهای واقعا کیهانی مرتبط هستند.»
دانشمندان میدانند که مورفولوژی متمایز کهکشانها، از مارپیچهای وسیع مانند راهشیری تا بیضیهای بیویژگی مانند مسیِر ۸۷، نتیجهگیری میشود که این مسیر تکامل آنهاست. دادههای اکلید برای ساختن نموداری به نام «چنگال کهکشانی» به کار رفته است که کهکشانهای آبی ستارهساز را در سمت راست نشان میدهد و با رشد و مصرف گاز و گرد و غبار زایندهٔ ستارگان، به سمت چپ حرکت میکنند؛ در این حین با دیگر کهکشانها ادغام میشوند و در نهایت به بیضیهای عظیم تبدیل میشوند.
کهکشانها با سیاهچالههایشان رشد میکنند
فابریسیوس و همکارانش پژوهش خود را با غوطهور شدن در دادههای اکلید آغاز کردند و کهکشانهایی را شناسایی کردند که دارای «هستههای ثانویه» بالقوه هستند. این هستهها میتوانند با هستههای موجود ترکیب شوند تا یک دوتایی سیاهچالههای فوقجرمی بسازند. این مرحلهای ضروری در ادغام کهکشانهاست و به شکلگیری نواحی مرکزی این کهکشانها در طول چنین رویدادهایی کمک میکند.
هستههای شناساییشده هر دو یک سیاهچاله فوقجرمی در خود دارند که جرم آن میلیونها یا حتی میلیاردها برابر جرم خورشید است و از طریق ادغام میزبانی کهکشانهای خود بههم پیوستهاند. این سیاهچالهها ابتدا یک سامانهٔ دوتایی تشکیل میدهند و بهیکدیگر میچرخند. اما همانطور که حول یکدیگر میگردند، این سامانه امواجی در فضا‑زمان به نام امواج گرانشی منتشر میکند که تکانهٔ زاویهای را از سیستم میبرد.
این امر باعث میشود که سیاهچالهها بهصورت مارپیچی به یکدیگر نزدیک شوند تا در نهایت برخورد کرده و ادغام شوند و یک سیاهچاله فوقجرمی بزرگتر ایجاد کنند. این نشان میدهد که رشد سیاهچالهها از طریق ادغام، یک نتیجهٔ حتمی از ادغام کهکشانهاست که منجر به شکلگیری بیضیهای عظیم میشود. اما پیش از آن دورهای نسبتاً کوتاه به نام «دوبل هسته» رخ میدهد.