ستاره‌شناسان پی برده‌اند که مدت‌ها پیش، یک برخورد با کهکشانی ماهواره‌ای باعث تغییرات جالبی در کهکشان راه‌شیری شده است. این برخورد باعث شده تا صفحه این کهکشان بزرگ‌تر شده و همچنین هاله آن نیز پر از ستاره شود. حال به لطف یک ستاره تنها، توانسته‌ایم که به تایم فریم دقیق‌تری از این رویداد دست یابیم.
این ستاره در آسمان شب قابل‌رؤیت است. این ستاره Nu Indi یا همان HD 211998 نام داشته و 94 سال نوری با ما فاصله داشته و در صورت فلکی ایندوس (Indus) قرار دارد. با استفاده از ترکیب داده‌های نقشه‌برداری کهکشانی دقیق، طیف‌سنجی، جنبش‌شناسی ستاره‌ای و نیز ستاره‌شناسی، مشاهدات این ستاره تنها، گذشته خشن کهکشان ما را برملا ساخته است.
کهکشان ماهواره‌ای Gaia-Enceladus که همچنین Gaia Sausage نیز نامیده می‌شود، تا جایی که ما می‌دانیم بزرگ‌ترین کهکشان ماهواره‌ای بوده که توسط کهکشان راه‌شیری بلعیده شده است. این ستاره طی بررسی‌های اجمالی Gaia کشف شده است. این بررسی دقیق‌ترین نقشه سه‌بعدی را از ستاره‌های کهکشان راه‌شیری به دست میدهد.
ازآنجایی‌که در مطالعات دقیق، ستاره‌ها با حرکات خود شناسایی می‌شوند، این داده‌ها نیز حرکات مخصوص این اجرام را شامل می‌شود. به‌واسطه این برخورد، جمعی از ستاره‌ها با یکدیگر حرکت کرده‌اند. تجزیه‌و‌تحلیل‌های بیشتر اشاره می‌کنند که این برخورد بین 8 الی 11 میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است (کائنات حدود 13.8 میلیارد سال قدمت دارد).
Nu Indi یک ستاره قدیمی و کم فلز بوده که اندازه آن نیز سه‌برابر خورشید است، اما فقط از 85 درصد جرم خورشید برخوردار است. طیف‌سنجی ترکیب شیمیایی نشان میدهد که این ستاره در همین کهکشان راه‌شیری متولد شده، اما طبق داده‌های Gaia، حرکات این ستاره در داخل این کهکشان توسط برخورد Gaia-Enceladus تغییر یافته است.
بیل چاپلین (Bill Chaplin)؛ اخترفیزیکدان از دانشگاه بیرمنگام توضیح میدهد: “از آنجایی‌که حرکت Nu Indi تحت تأثیر برخورد Gaia-Enceladus قرار گرفته است، این برخورد باید هنگام شکل‌گیری این ستاره اتفاق افتاده باشد.” بنابراین اگر بتوانیم سن این ستاره را تعیین کنیم، آنگاه می‌توانیم محدوده زمانی شکل‌گیری این برخورد را نیز تعیین کنیم.
مقدار غنای فلزی این ستاره نیز می‌تواند تا حدودی به دانشمندان کمک کند. ما می‌دانیم که تا هنگام زندگی و مرگ برخی از ستارگان که باعث انفجار و ایجاد عناصر سنگین در ابرنواخترها شده‌اند، فلزی وجود نداشته است. این عناصر پس از این انفجار، در ستاره‌های نسل آینده گنجانیده شده‌اند. حقیقت این است که Nu Indi تنها 3 درصد از آهن خورشید را در بر دارد و این موضوع نشان میدهد که این ستاره خیلی قدیمی است.
اما علم ستاره‌شناسی می‌تواند که جزئیات دقیق یک ستاره را نیز مشخص سازد. روش این کار بر اساس فرکانس نوسان ستاره‌ها و یا ضربان شدت آن‌ها است. این نوسان‌ها به مشخصات داخلی یک ستاره نزدیک هستند. این مشخصات داخلی شامل چگالی و مشخصات صوتی شده، که این‌ها نیز به‌نوبه خود به جرم و قدمت ستاره مربوط هستند.
یک پژوهش ستاره‌شناسی پیشین در رابطه با Nu Indi در سال 2006، سن تخمینی این ستاره را 9 میلیارد سال برآورد کرده بود. اما حال یک ابزار قدرتمند، ضربان ضعیف این ستاره را مطالعه کرده: TESS که تلسکوپ شکاری فضایی سیارات خارجی ناسا نامیده می‌شود، در سال 2018 پرتاب شد. داده‌های ستاره‌شناسی TESS نشان می‌دهند که Nu Indi قدمتی در حدود 11 میلیارد سال دارد.
محققان می‌گویند که اگر اجازه دهید که زمان در کهکشان گسترش یابد، این بدان معنا است که این برخورد بین 11.6 الی 13.2 میلیارد سال پیش شروع شده است.
تنها همه‌کاره بودن و توانمندی ابزار TESS نیست که این نتیجه‌گیری را جذاب می‌کند، بلکه تعداد روش‌های متفاوتی هم که برای رسیدن به این نتیجه موردنیاز هستند، باعث جالبی این موضوع شده است. TESS تکه‌ای از این پازل است.
جنبش‌شناسی حرکات؛ مطالعه حرکات ستارگان در فضا است و ستاره‌شناسی نیز که اندازه‌گیری موقعیت ستاره‌ها بوده، نشان داده‌اند که چگونه Nu Indi از مدار نرمال خود منحرف شده است. طیف‌سنجی که تحلیل طیف‌های نوری جهت فهمیدن این موضوع است که کدام نورها توسط عناصر مختلف جذب و یا ساطع شده‌اند، ترکیب‌بندی شیمیایی این ستاره را آشکار کرده است.
و در پایان اینکه ما، محدودیت‌هایی را بر یکی از رویدادهای بزرگ تاریخ کهکشان خود اعمال کرده‌ایم. این اقدام به ما کمک می‌کند تا دگرگونی‌های کهکشان راه‌شیری را بهتر درک کنیم. همه این یافته‌ها بر اساس ستاره Nu Indi صورت گرفته است.
چاپلین اظهار کرد: ” این پژوهش پتانسیل‌های ستاره‌شناسی با استفاده از TESS و همچنین پتانسیل‌های گرد‌آوری اطلاعات پیشرفته یک ستاره تنها در یک ابزار واحد را نیز نشان داد.”
این پژوهش در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.
