کهکشانهای اولیه، درخشانتر از انتظارها بودهاند!
کهکشانهای اولیهی کیهان، روشنتر از انتظارها بودهاند!
مجله علمی ایلیاد - دادههای جدید مخابره شده از تلسکوپهای فضایی اسپیتزر و هابل، نشان میدهند که در چند طولموج خاص از نور مادون قرمز، برخی از اولین کهکشانهای شکل گرفته در کیهان، کمتر از یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، به طور قابل توجهی روشنتر از انتظارات ستارهشناسان بودهاند. هیچ کس نمیتواند با اطمینان بگوید که اولین ستارههای کیهان چه زمانی متولد شدهاند، ولی شواهد حاکی ازآن است که حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ، کیهان سرشار از گاز هیدروژن خنثی بوده است که این گاز در آن زمان شروع به تجمع و تولید ستاره کرده و اولین کهکشانها را ساخته است.
یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، پسزمینهی آسمان درخشان بوده است و چیز دیگری نیز تغییر کرده است؛ الکترونهای هیدروژن خنثی طی فرآیندی بهنام «یونیزاسیون» از هستههای خود دور شدهاند. عصر یونش کیهان، یعنی تغییر کیهان از حالتی که مملو از هیدروژن خنثی بوده به حالتی که مملو از هیدروژن یونیزه شده بوده، به خوبی مستند شده است.
قبل از بروز این تغییر بزرگ در کیهان، طولموجهای بزرگ نور مانند موجهای رادیویی و مرئی، مسیر خود در کیهان را بدون مزاحمت طی میکردند، ولی طولموجهای کوتاهتر شامل نور فرابنفش و اشعههای ایکس و گاما توسط اتمهای هیدروژن خنثی متوقف میشدند. این برخوردها باعث جدایش الکترونهای اتمهای خنثی هیدروژن و یونیزه شدن آنها شده است. سوال اینجا است که پرتوهای یونیزهکنندهی کافی برای اثرگذاری بر روی همهی هیدروژنها کیهان از کجا آمده است؟
برای یافتن پاسخ این سوالها، تلسکوپ اسپیتزر به دو ناحیه از آسمان هر کدام به مدت ۲۰۰ ساعت خیره شد و نورهایی که ۱۳ میلیارد سال طول کشیده تا به ما برسند را جمعآوری کرد. با استفاده از مشاهدات اسپیتزر و همچنین دادههای تلسکوپ هابل، «استفان باروز» و همکارانش از دانشگاه ژنو، به مطالعهی ۱۳۵ کهکشان دوردست پرداختند. آنها دریافتند که این کهکشانها در دو طولموج خاص از مادون قرمز تولید شده بهوسیلهی فعل و انفعالات پرتوهای یونیزهکننده با گازهای هیدروژن و اکسیژن درون کهکشانها، به طور مشخصی درخشان هستند.
این بدان معنی است که کهکشانهای دارای ستارههای جوان و عظیم عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شدهاند و مقدار بسیار کمی عناصر سنگین مانند نیتروژن، کربن و اکسیژن دارند. این ستارهها اولین ستارههای شکل گرفته در کیهان نبودهاند؛ ولی از اولین نسل ستارههای کیهان بودهاند. عصر یونش یک رخداد لحظهای نبوده است و تحقیقات جدید جزئیاتی دربارهی نحوهی تکامل کیهان در این زمینه ارائه داده است. دکتر «پاسکال اوش» از دانشگاه ژنو، میگوید: «این نتایج مرحلهی جدیدی در حل راز یونش کیهانی است. اکنون ما میدانیم که شرایط فیزیکی در کهکشانهای اولیه سختتر از کهکشانهای امروزی بوده است.»
یافتههای این تحقیق در مجلهی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society بهچاپ رسیده است.
نوشته: SciNews
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد