جیمز وب یک کهکشان جوان با مقدار شگفت انگیزی فلز پیدا کرد
به گزارش مطب نما، تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) یک کهکشان جوان با مقدار شگفت انگیزی فلز یافته است که تنها ۳۵۰ میلیون سال بعد از مه بانگ شکل گرفته است.
به گزارش مطب نما به نقل از ایسنا و به نقل از اس ای، اخترفیزیکدانانی که با تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) کار می کنند، مقدار شگفت انگیزی از فلز را در یک کهکشان جوان که تنها ۳۵۰ میلیون سال بعد از مه بانگ شکل گرفته است، یافته اند.
اما این کشف چگونه با درک ما از جهان مطابقت پیدا می کند؟
منشاء پیدایش نخستین فلزات کیهان یک سوال اساسی در اخترفیزیک است. اندکی بعد از مه بانگ(Big Bang)، جهان حدودا بطور کامل از هیدروژن که ساده ترین عنصر جهان است، تشکیل شده بود. همین طور مقدار کمی هلیوم، مقدار کمتری لیتیوم و احیانا مقدار بی نهایت اندکی بریلیم وجود داشته است. بدین سبب وقتی به جدول تناوبی عناصر نگاه می کنید، آنها چهار عنصر اول هستند.
گفتنی ست که در نجوم به تمام عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم «فلز» گفته می شود. فلزات تنها در ستاره ها تولید می شوند، نه در هیچ جای دیگر. البته به جز مقدار ناچیزی که توسط خود مه بانگ تولید شده است.
ردیابی ایجاد فلزات کیهان از مه بانگ تاکنون، یکی از کاوشهای اساسی اخترفیزیک است.
فلزی بودن یا فلزینگی، یک مفهوم اساسی در مطالعه و شناخت ما از جهان است. بدون فلزات، سیارات سنگی نمی توانند تشکیل شوند. زندگی هم نمی تواند بروز یابد. در طول نسل های متوالی ستارگان، فلزی بودن کیهان بالا رفته است. بدین سبب یک مسیر زیربنایی وجود دارد که از نخستین فلزات سرچشمه می گیرد و مستقیماً به ما منتهی می شود.
مطالعه کهکشان های باستانی یکی از کاوشهای اولیه تلسکوپ فضایی جیمز وب است. برنامه «بررسی پیشرفته عمیق فراکهکشانی جیمز وب»(JADES) منطقه ای از آسمان را بدنبال کهکشان های کم نور و اولیه بررسی می کند. جیمز وب با نگاهی به کهکشان های اولیه کیهان در زمان بسیار دور درحال روشن کردن فلزات باستانی است.
حالا گروهی از پژوهشگران که روی رصدهای برنامه JADES کار می کنند، یک کهکشان را که تنها ۳۵۰ میلیون سال بعد از مه بانگ تشکیل شده، بررسی کردند و در آن کربن پیدا کردند. آنها همین طور ممکنست اکسیژن و نئون و همه فلزات در نجوم را هم پیدا کرده باشند.
یافته های آنها در مقاله جدیدی که نویسنده اصلی آن فرانچسکو دی یوجنیو اخترفیزیکدان موسسه کیهان شناسی کاولی در کمبریج است، انتشار یافته است.
نخستین ستاره هایی که در کیهان شکل گرفتند، ستارگان «جمعیت III» نامیده می شوند. آنها قدیمی ترین ستارگان هستند و پرجرم، درخشان و داغ بوده اند و حدودا هیچ فلزی نداشتند. مقدار ناچیزی از فلزاتی که آنها در اختیار داشتند از نخستین ابرنواختر در بین برخی از آنها موجود بود.
خیلی از دانش ما در مورد ستارگان «جمعیت III» نظری است، چونکه مشاهده این ستاره های باستانی در کهکشان های باستانی بسیار دشوار است. اما جیمز وب قادر به انجام این کار است. این تلسکوپ نمی تواند ستارگان را بصورت جداگانه ببیند، اما ابزار قدرتمند طیف نگار فروسرخ نزدیک(NIRSpec) آن می تواند عناصر مختلف کهکشان را با نشانه های نوری آنها تشخیص دهد.
این پژوهش جدید برمبنای یک کهکشان در نزدیک طلوع کیهانی، یک دوره حساس در تاریخ کیهان انجام شده است. هنگامی که پژوهشگران مشاهدات جیمز وب را مطالعه کردند، مقدار غیرمنتظره ای کربن را در این کهکشان کشف کردند.
پژوهشگران توضیح دادند: این دورترین تشخیص انتقال فلز و دورترین تشخیص انتقال به سرخ بوسیله خطوط انتشار است. این همین طور دورترین شواهد غنی سازی شیمیایی است که تا به امروز کشف شده است.
این تشخیص مستقیماً با درک ما از ستارگان «جمعیت III» بدون فلز مرتبط می شود.
اگر جیمز وب وجود ستاره های بکر و بدون فلز «جمعیت III» را تشخیص داده باشد، این خبر بزرگی است. این قابلیت دیگری از این تلسکوپ فضایی قدرتمند را نشان میدهد که بهترین توضیحات ما را در مورد کیهانی که در اطراف خود می بینیم، تغییر می دهد.
البته این کشف جدید جیمز وب چندان تکان دهنده نیست، چونکه وجود ستاره های «جمعیت III» نظری بوده است و باتوجه به هر چیز دیگری که در مورد کیهان می دانیم، وجود آنها منطقی بود. اما وجود ستاره های «جمعیت III» تا حالا هیچ گاه قطعیت نداشت و جیمز وب توانست صحت وجود آنها را اثبات کند.
هنگامی که چیزی شبیه به این کشف می شود، دانشمندان تلاش می کنند تا هر توضیح ممکن دیگری را برای آن چه می بینند، در نظر بگیرند. آیا آنها واقعاً کربن را در ستارگان این کهکشان دوردست و باستانی می بینند؟ یا ممکنست چیز دیگری پشت این انتشارات باشد؟
این کهکشان باستانی چیزی بیش از ستارگان در خود دارد. چونکه خانه یک سیاهچاله کلان جرم یا ابرسیاهچاله هم هست. هنگامی که یک ابرسیاهچاله از ماده تغذیه می کند، می تواند بصورت یک هسته فعال کهکشانی(AGN) درخشان شعله ور شود و این سیگنال نوری می تواند همان چیزی باشد که جیمز وب دیده است.
پژوهشگرن توضیح می دهند: علاوه بر این، یک ابرسیاه چاله برافزایشی در این کهکشان شناسایی شده است که نشان میدهد این فراوانی شیمیایی عجیب ممکنست در درجه اول با منطقه هسته ای آن ارتباط داشته باشد.
منبع بالقوه دیگری از کربن در این کهکشان وجود دارد. آنها «ستاره های شاخه مجانبی غول ستاره»(AGB) - هستند. ستاره های AGB ستاره های انفجاری بزرگی مانند اجداد ابرنواختر نیستند، اما ستاره های بزرگی هستند که دنباله اصلی را ترک کرده اند. در مقایسه با ابرنواخترها، ستارگان AGB فلزات را به آرامی تولید می کنند.
اما زمان زیادی طول می کشد تا یک ستاره به یک ستاره AGB تبدیل گردد. زمانی که کیهان تنها ۳۵۰ میلیون سال سن داشت، هیچ ستاره ای آنقدر عمر نکرده بود که به AGB تبدیل گردد.
نویسندگان می گویند: ستارگان AGB نمی توانند در غنی سازی کربن در این دوره های اولیه کمک کنند.
در نهایت، پژوهشگران کشف کربن را گزارش می کنند، اما نمی توانند دقیقاً به ما بگویند که این کربن از کجا آمده است. آنها می گویند که این کربن ها ممکنست میراث نسل اول ابرنواخترها از اجداد جمعیت III باشند.
جیمز وب برای دیدن این کهکشان اولیه از تمام توانایی خود بهره برده است. پژوهشگران توضیح می دهند: این تشخیص دورترین انتقال فلز که چنین اطلاعات گرانبهایی را در مورد مراحل اولیه غنی سازی شیمیایی ارائه کرده است، مستلزم قرار گرفتن در معرض رصد بسیار طولانی است و ۶۵ ساعت از زمان جیمز وب برای جمع آوری این داده ها به سبب کم نوری شدید این کهکشان طول کشید.
حتی با وجود صرف آن همه زمان برای رصد، پژوهشگران فقط می توانند به توضیحی آزمایشی برای این فلزینگی که شاهد آن هستند، برسند. استفاده از ۶۵ ساعت از زمان جیمز وب برای مطالعه طیف سنجی کهکشان چندان کاربردی نیست، اما این کاری است که جیمز وب برای این نوع طیف سنجی دقیق باید انجام دهد. این البته ممکنست در آینده تغییر کند.
پژوهشگران می گویند: با این وجود، در آینده، بررسی های مناطق بزرگ و همگرایی گرانشی ممکنست به شناسایی کهکشان های با جابه جایی بالا به سرخ کمک نماید که برای پیگیری طیف سنجی عمیق با نوردهی های کوتاه تر به اندازه کافی روشن هستند.
اگر این اتفاق بیفتد، اخترفیزیکدانان حجم نمونه بزرگتری خواهند داشت و با در دست داشتن این داده های ارزشمند، شاید آنها بتوانند به توضیح محکم تری برای این یافته اعجاب انگیز برسند.
منبع: مطب نما
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب