آیا کهکشان راه شیری به دور چیزی می‌چرخد؟

به نظر می‌رسد همه چیز در این جهان در حال چرخش است. قمرها به دور سیاره‌ها، سیاره‌ها به دور ستاره‌ها و ستاره‌ها به دور مرکز کهکشان‌ها می‌چرخند؛ اما فراتر از کهکشان‌ها، تجسم همه چیز اندکی دشوارتر می‌شود. با توجه به این مسئله، آیا می‌توان گفت که کهکشان‌ها و به‌طور خاص راه شیری خودمان به دور چیزی در جهان می‌چرخند؟

برای پاسخ به پرسش فوق در درجه‌ی اول باید بدانیم مدارها چگونه کار می‌کنند. دو جرم را درنظر بگیرید که به دور یکدیگر می‌چرخند. این دو کششی گرانشی که آن‌ها را متصل به هم نگه می‌دارد، روی یکدیگر اعمال می‌کنند. این اجرام در واقع به دور مرکز جرم مشترک می‌چرخند. اگر بتوانید منظومه را کوچک کنید، مرکز جرم نقطه‌ای خواهد بود که می‌توانید آن را روی انگشت خود متعادل نگه دارید.

اما در مورد منظومه‌ شمسی یا منظومه‌ی زمین و ماه، یکی از اجرام همیشه بزرگ‌تر از دیگری است. مرکز جرم در واقع درون جرم بزرگ‌تر قرار می‌گیرد، بنابراین جرم بزرگ‌تر چندان حرکت نمی‌کند و جرم کوچک‌تر در مسیری تقریبا دایره‌ای به دور آن می‌چرخد.

در مقیاس‌های بزرگ‌تر، پیچیدگی افزایش می‌یابد. کهکشان راه شیری بخشی از یک گروه کهکشانی موسوم به گروه محلی است که شامل کهکشان ما، کهکشان آندرومدا، یک کهکشان مارپیچی کوچک‌تر به نام مثلث و چند کهکشان کوتوله از جمله ابرهای ماژلانی کوچک و بزرگ است.

راه شیری و آندرومدا بزرگ‌ترین جرم‌های گروه محلی به شمار می‌روند. از آنجا که جرم آن‌ها مشابه یکدیگر است، مرکز جرم بین دو کهکشان قرار می‌گیرد. از آنجا که چیزی بزرگ‌تر از این کهکشان‌ها در اطراف وجود ندارد، در نتیجه این دو به دور یکدیگر می‌چرخند.

با این‌حال، مدار راه شیری مانند مدار سیاره‌های منظومه شمسی، دایره‌ای یا بیضوی نیست. سانگمو تونی سوهن، ستاره‌شناس مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی مریلند، به لایوساینس می‌گوید:

عجیب خواهد بود اگر راه شیری به دور چیزی بچرخد، زیرا برای تحقق این مسئله باید جرمی بزرگ‌تر وجود داشته باشد.

داستان کهکشان‌ها کمی متفاوت است. راه شیری و آندرومدا هر دو روی مدارهایی شعاعی قرار دارند. کریس میهوس، ستاره‌شناس وضعیت کهکشان‌ها را این گونه توصیف می‌کند:

تصور کنید گرانش دو جسم آن‌ها را به سمت هم می‌کشاند و به‌جز کشش گرانشی عامل دیگری در حرکت آن‌ها دخیل نیست. آن‌ها روی یک خط به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند. این مدار از نوع شعاعی محض است. مدار راه شیری کاملا شعاعی نیست، زیرا اندکی حرکت‌های جانبی بین دو کهکشان وجود دارد.

چرخش راه شیری و‌ آندرومدا به دور یکدیگر، به این معنی است که این دو کهکشان در ۴٫۵ میلیارد سال آینده با هم برخورد خواهند کرد. بااین‌حال، ستاره‌های کهکشان‌ها با یکدیگر برخورد نمی‌کنند، زیرا مسافت‌های بسیار زیادی بین آن‌ها وجود دارد. در این برخورد دو کهکشان از میان یکدیگر می‌گذرند و دوباره جدا می‌شوند که مدت زیادی به طول نخواهد انجامید. میهوس می‌گوید:

دو کهکشان دور زده و دوباره به یکدیگر بازمی‌گردند. در نهایت طی صدها میلیون یا میلیاردها سال، با یکدیگر ادغام شده و کهکشانی بزرگ را شکل می‌دهند.

برهم‌کنش‌های گرانشی احتمالا آن‌قدر ستارگان دو کهکشان را در مواجهه‌ی نزدیک با یکدیگر قرار می‌دهد که کهکشان ترکیبی به جای مارپیچی مانند راه شیری یا آندرومدا، به کهکشانی بیضی‌شکل تبدیل خواهد شد. این ادغام می‌تواند باعث داغ شدن گازها در راستای بازوهای مارپیچی کهکشان‌ها شود و زمینه را برای شکل‌گیری ستاره‌های جدید فراهم کند.

به‌گفته‌ی میهوس، مدارها در مقیاس‌های بزرگ‌تر از گروه‌های کهکشانی چندان تعریف‌شده نیستند، اما به طور قطع می‌دانیم که گروه محلی نیز در حال حرکت است. گروه محلی به سمت یک خوشه‌ی کهکشانی عظیم به نام دوشیزه کشیده می‌شود که دارای چند صد کهکشان است و در فاصله‌ی تقریبی ۶۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد. اما گروه محلی هرگز به آنجا نمی‌رسد، زیرا انبساط جهان کهکشان‌ها را با سرعتی فراتر از کشش گرانشی خوشه‌ی دوشیزه از یکدیگر دور می‌کند.