به نقل از اسپیس، ‌اگرچه بازوهای مارپیچی یک کهکشان خیره کننده و چشمگیر به نظر می‌رسند، اما یک بازوی مارپیچی معمولی تنها حدود ۱۰ درصد بیشتر از حد میانگین ستاره دارد، بنابراین بازوهای مارپیچی مناطقی با تراکم ستاره‌ای بالاتر به حساب نمی‌آیند.

در عوض، بازوها نمایانگر مکان‌هایی هستند که بیش از حد میانگین ستاره‌زایی دارند. بازوها امواج چگالی به حساب می‌آیند که شکل‌گیری آنها در اثر فعل و انفعالات گرانشی با کهکشان‌های اقماری ایجاد می‌شود که با سرعت خاص خود در کهکشان حرکت می‌کنند مانند امواج یک برکه.

همانطور که امواج حرکت می‌کنند، تراکم ناحیه‌ای که در آن هستند را اندکی افزایش می‌دهند. هنگامی که این اتفاق می‌افتد، ابرهای گازی بی‌ثبات می‌شوند و فرو می‌ریزند و این منجر به دور جدیدی از ستاره‌زایی می‌شود.

این ابرها به شکل‌گیری انواع ستاره‌ها از کوتوله‌های قرمز کوچک گرفته تا غول‌های آبی ادامه می‌دهند. ستارگان غول‌پیکر زیاد دوام نمی‌آورند. یک ستاره معمولی با اندازه‌ی آنها تنها چند میلیون سال عمر می‌کند. زمانی که موج چگالی مارپیچی به پایان برسد، تمام آن ستاره‌ها از بین خواهند رفت و تنها خواهر و برادرهای کوچک‌تر و کم نورتر آنها باقی خواهند ماند.

بنابراین، وقتی از دور به کهکشانی نگاه می‌کنیم، نور ستارگان غول‌پیکر درخشان از همه‌ی ستاره‌های دیگر پیشی می‌گیرد و ظاهر بازوهای مارپیچی را نمایان می‌کنند.

سرنخ‌های تازه

برای اخترشناسان ترسیم ساختارهای مارپیچی بسیاری از کهکشان‌های دور نسبتا آسان است، به خصوص اگر آنها از روبرو در دید ما باشند. اما ایجاد یک نقشه دقیق از بازوهای کهکشان راه شیری بسیار دشوارتر است.

از آنجایی که ما نیز مانند بازوها در قرص کهکشانی مشابهی قرار گرفته‌ایم، برای انجام مشاهدات خود باید با ده‌ها هزار سال نوری گاز و غبار که در مسدود کردن طول موج‌های نور بسیار موثر هستند، مبارزه کنیم و بنابراین نقشه‌های ما از کهکشان راه شیری به طرز شگفت‌انگیزی مبهم و پر از حدس و گمان است.

با این وجود به تازگی گروهی از ستاره‌شناسان نقشه‌ی جدیدی از ساختار مارپیچی کهکشان راه شیری تهیه کرده و نتایج خود را در مقاله‌ای که در ماه آوریل در مجله‌ی Astrophysical منتشر شد، گزارش کرده‌اند. اخترشناسان برای ساختن نقشه خود بر روی رصد سه نوع جرم آسمانی تمرکز کردند. مناطق ستاره‌زا با جرم بالا، ستاره‌های جوان درخشان و خوشه‌های باز جوان. هر سه این نوع اجرام به روش خود دوره‌های تشکیل ستاره را نشان می‌دهند، بنابراین همه آنها به نسبت می‌توانند برای ردیابی بازوهای مارپیچی قابل اعتماد باشند.

مناطق ستاره‌زا با جرم بالا ابرهای متراکمی از گاز و غبار هستند که به طور فعال ستاره‌های غول‌پیکر را تشکیل می‌دهند.

از آنجایی که ستارگان غول پیکر عمر زیادی ندارند، زمان زیادی برای دور شدن از محل تولد خود نیز ندارند. بنابراین، جایی که امروزه آنها را می‌بینیم باید نزدیک به محل یک بازوی مارپیچی باشد. این تیم از موقعیت‌های بیش از ۲۳ هزار ستاره‌ی جوان از کاتالوگ تلسکوپ گایا استفاده کرد. با استفاده از ستاره‌های جوان با موقعیت‌های بسیار دقیق، اخترشناسان می‌توانستند مطمئن شوند که از مناطقی نزدیک به مکان قرارگیری بازوهای مارپیچی نقشه‌برداری می‌کنند.

در نهایت، محققان از مکان‌ قرارگیری خوشه‌های باز جوان شناخته شده استفاده کردند. خوشه‌های باز، گروهی از ستارگان هستند که از یک ابر گازی تشکیل شده‌اند، اما هنوز زمان کافی برای دور شدن از یکدیگر نداشته‌اند. بنابراین این خوشه‌ها، که محققان از نزدیک به ۱۰۰۰ نمونه از آنها استفاده کردند، باید بتوانند به ما بگویند که بازوهای مارپیچی کجا هستند.

یک نقشه‌ی جدید

به رغم حجم داده‌ها، مکان همه‌ی این اجرام جوان حتی به پوشش دادن کل کهکشان راه شیری نزدیک هم نیستند. محققان مجبور شدند بهترین مکان‌های بازوهای مارپیچی را برگزینند و آنها را گسترش دهند و تمام طول بازوها را از لبه‌ی کهکشان تا هسته آن بازسازی کنند.

آنها در مجموع هفت بازوی مارپیچی پیدا کردند. دو تا از آنها، بازوهای پرسئوس و نورما بودند که بر سایرین تسلط داشتند. یک ناظر از راه دور این دو بازو را بسیار واضح‌تر می‌بیند.

این بازوها از دو بخش انتهایی مخالف هسته کهکشان راه شیری شروع می‌شوند و به دور یکدیگر می‌پیچند و یک الگوی S شکل متقارن را تشکیل می‌دهند.