کشف اکسیژن در دوردستترین کهکشان آغازین عالم
دانشمندان موفق به شناسایی اکسیژن در کهکشانی بسیار دوردست شدند؛ کهکشانی که نور آن برای رسیدن به زمین، سفری ۱۳.۴ میلیارد ساله را طی کرده است. این کشف، روزنهای هیجانانگیز به سوی رخدادهای کیهانی اولیه گشوده که تنها چند صد میلیون سال پس از آغاز جهان رخ دادهاند.
به گزارش ارس، محققان میگویند که این سامانه دورترین نمونهای است که تاکنون علائم اتمی چنین عناصری در آن بهطور قطعی مشاهده شده است. این دستاورد، توانمندی تلسکوپهای پیشرفتهای را که بهصورت همافزا با یکدیگر کار میکنند، برجسته میسازد. آنها همچنین موفق به شناسایی نرخ بالایی از زایش ستارهای و همچنین میزان نسبتاً کمی از عناصر سنگینتر در این کهکشان شدند.
رصد کهکشان برای شناسایی اکسیژن
خورخه زاوالا ستارهشناس مرکز منطقهای ALMA در شرق آسیا و عضو رصدخانه ملی نجوم ژاپن، یکی از افراد کلیدی در این پژوهش بود. او در اینباره توضیح داد: «ما بیش از چهل آنتن ۱۲ متری آرایه میلیمتری/زیرمیلیمتری بزرگ آتاکاما (ALMA) و همچنین تلسکوپ ۶.۵ متری جیمز وب (JWST) را برای چندین ساعت به نقطهای از آسمان نشانه رفتیم که با چشم غیرمسلح کاملاً خالی به نظر میرسد.»
هدف از این مشاهده، دریافت سیگنالهایی از یکی از دوردستترین اجرام شناختهشده در جهان بود. تیم پژوهشی توانست تابشهایی از اتمهای برانگیختهی عناصری همچون هیدروژن و اکسیژن را شناسایی کند؛ تابشهایی که اطلاعات ارزشمندی در مورد مواد سازنده نخستین ستارگان در اختیار دانشمندان قرار میدهند.
شرایط نامعمول در کهکشان GHZ۲
این کهکشان که GHZ۲ نامگذاری شده، جرمی برابر با چند صد میلیون برابر جرم خورشید دارد، اما در منطقهای با وسعتی تنها چند صد سال نوری متمرکز شده است. این چگالی بالا، مشابه ساختارهایی است که در خوشههای ستارهای فشرده مشاهده میشود و همین مسئله پرسشهایی را درباره نحوه شکلگیری چنین ساختارهای متراکمی در نخستین مراحل شکلگیری کیهان به وجود آورده است.
فلزینگی (metallicity) این کهکشان که به میزان عناصر سنگینتر از هیدروژن و هلیوم اشاره دارد، تنها حدود یکدهم منطقه خورشیدی ماست؛ موضوعی که برای کهکشانی متعلق به دورانهای ابتدایی جهان قابل انتظار است. با این حال، این موضوع نشان میدهد که فرایند شکلگیری فلزات در کیهان سریعتر از آنچه در ابتدا تصور میشد، آغاز شده است.
انفجارهای زایش ستارهای
کهکشان GHZ۲ از ستارگانی داغ و کوتاهعمر تشکیل شده که باعث درخشش بسیار زیاد و سیگنال انرژی خاص آن شدهاند. تابش شدید این ستارگان، عناصر مختلفی مانند اکسیژن و هیدروژن یونیزه را در سراسر کهکشان به وجود میآورد و این درخشش غیرمعمول، توجه اخترشناسان را به خود جلب کرده است.
این رصدها نشان میدهد که تولد ستارگان در این محیط با سرعت بسیار بالایی اتفاق میافتد و روندی فورانی دارد، نه تدریجی. بسیاری از اخترشناسان معتقدند چنین چرخههای پرشور زایش ستارهای در کیهان اولیه رایجتر بودهاند و همین امر ممکن است توضیحی برای رشد سریع و عظیم برخی کهکشانها در دورانهای اولیه باشد.
سرنخهایی درباره منشأ خوشههای کروی
برخی مطالعات نشان میدهند که کهکشانی مانند GHZ۲ میتواند سرنخهایی درباره منشأ خوشههای ستارهای کروی فراهم کند؛ خوشههایی متراکم و بادوام که امروز در کهکشانهایی همچون راهشیری مشاهده میشوند. ویژگیهایی، چون الگوهای مشابه در عناصر و چگالی بالای ستارگان در GHZ۲ با مشخصات خوشههای کروی شباهت دارد و همین موضوع احتمال پیوند میان این ساختارها را مطرح میسازد.
محققان در حال بررسی این فرضیهاند که آیا کهکشانهایی از نوع GHZ۲ میتوانند منبع اولیه پیدایش این خوشههای کهن بوده باشند؟ اگر چنین باشد، یکی از شکافهای اصلی در شناخت تاریخچه شکلگیری ساختارهای کیهانی پر خواهد شد.
تام بکْس ستارهشناس دانشگاه چالمرز سوئد و پژوهشگر پیشین دانشگاه ناگویا ژاپن، در اینباره گفت: «این مطالعه، نقطه اوج تلاشی چندساله برای درک کهکشانهای نخستین در جهان است.» به گفته او، زمان رصدی بیشتر با تلسکوپها برای بررسی نحوه تکامل فلزات، شکلگیری ستارگان و حتی سیاهچالهها در کیهان اولیه ضروری است.
تحلیل خطوط نشری مختلف در این پژوهش، امکان ارزیابی ویژگیهای کهکشانی متعددی را فراهم کرد و همچنین تواناییهای ALMA را در هماهنگی با تلسکوپ جیمز وب به نمایش گذاشت. نتایج این پژوهش، راه را برای مطالعات عمیقتر درباره چگونگی شکلگیری کهکشانها در آغازینترین مراحل کیهان باز میکند.
مزایای ترکیب دادهها از طولموجهای گوناگون
کارشناسان همچنین بر اهمیت ترکیب دادههای دریافتی از ابزارهایی که در طولموجهای مختلف (از جمله فروسرخ و رادیویی) فعالیت میکنند، تأکید دارند. این همافزایی به پژوهشگران اجازه میدهد تا جزئیات مواد سازنده کهکشانهای اولیه را بهتر تحلیل کنند.
اکنون تمرکز دانشمندان بر شناسایی خطوط نشری بیشتری از این نوع کهکشانهاست؛ خطوطی که میتوانند ساختار درونی و ترکیب شیمیایی آنها را روشنتر سازند. چنین اطلاعاتی حتی ممکن است الگوهای رشد سیاهچالهها و اثرگذاری آنها بر ساختارهای بزرگمقیاس را آشکار کند.
در نهایت، تصویر کاملتری از کیهان اولیه به دست خواهد آمد که میتواند نشان دهد ستارگان و خوشهها چگونه تحت شرایطی سخت پدید آمدند. با وجود دشواریهای فراوان، هر کشف جدید ما را یک گام به درک چگونگی رشد کهکشانها از ریشههای ابتدایی خود نزدیکتر میسازد.
کهکشان GHZ۲ یادآور آن است که فرایند تکامل کیهان از همان ابتدا با سرعت بالایی آغاز شده است. پژوهشگران بر این باورند که اجرامی مشابه این کهکشان هنوز کشف نشدهاند و میتوانند قطعات بیشتری از این پازل بزرگ را تکمیل کنند.
این بررسی، گامی بلند در جهت مشخص کردن زمان و چگونگی پیدایش نخستین جوامع ستارهای به شمار میآید. دانشمندان امیدوارند با انجام رصدهای تکمیلی، بتوانند جزئیات بیشتری درباره ساختار GHZ۲ و نقش اکسیژن در تاریخ کیهان بهدست آورند.
این پژوهش در مجله معتبر Nature Astronomy منتشر شده است.
انتهای پیام/
