بیگ بنگ: جهان حدود 13.8 میلیارد سال قدمت دارد و ستارگان آن مهمترین محصولش هستند. اخترشناسانی که پیچیدگی‌های تشکیل ستاره را در طول زمان کیهانی مطالعه می‌کنند سعی دارند بفهمند؛ آیا ستارگان و فرآیندهایی که آنها را تولید می‌کنند وقتی جهان جوان‌تر بود (یعنی تقریبأ نصف این سن را داشت) نیز به همین صورت بودند یا فرق داشتند.

به گزارش بیگ بنگ، محققان می‌دانند که از سه تا شش میلیارد سال پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ)، ستارگان با سرعت تقریبأ 10 برابر سریعتر از سرعت امروزشان تشکیل شدند. اینکه این اتفاق چگونه و به چه علت افتاد دو سئوال کلیدی است که باید پاسخ داده شود. تصور می‌شود که تشکیل ستاره در یک کهکشان ناشی از بهم پیوستگی گازها از یک محیط بین‌کهکشانی باشد (بهم پیوستگی گاز از طریق ادغام کهکشان‌ها به نظر نقش نسبتأ خفیفی در مجموع تعداد ستارگانِ تولید شده ایفا می‌کند). در کهکشان‌هایی که به طور فعال ستارگانی را تشکیل می‌دهند، یک رابطه‌ی محکم بین جرم آنها در ستارگان و سرعت تشکیل ستارگان جدید وجود دارد و این رابطه نه تنها اکنون به طور محلی درست است، بلکه وقتی جهان میلیاردها سال جوانتر بود نیز صدق می‌کرد.

در مقابل، کهکشان‌هایی که تحت انفجار ستاره‌ای فعال – یا بالعکس تحت دفع تشکیل ستاره – قرار دارند، به ترتیب در بالا و پایین این رابطه جای می‌گیرند. این رابطه تصویر کلیِ رشد کهکشان توسط بهم پیوستگی گاز را تأیید می‌کند، به استثناء اینکه به دلایلی برخی از کهکشان‌های کوچکتر – آنهایی که کمتر از ده میلیارد ستاره دارند – ستارگان کمتر و سبک‌تری را نسبت به جرم‌هایشان تشکیل می‌دهند (کهکشان راه شیری درست در حال گذار است، با حدود ده میلیارد ستاره و سرعت تقریبأ یک ستارۀ جدید در سال). یک پیامد چشمگیرِ این کمبود این است که شبیه‌سازی‌های رشد کهکشان آن را نشان نمی‌دهند، یعنی شبیه‌سازی‌ها برای کهکشان‌های کوچکتر نادرست هستند و بخشی از فیزیک جا افتاده است.

“ساندرو تاچلا” اخترشناس دانشگاه هاروارد-اسمیتسونین، یکی از اعضای تیمی است که از ابزار جستجوگر اسپکتروسکوپی چند واحدی در تلسکوپ بسیار بزرگ VLT استفاده کرد تا طیف‌های نوری کهکشان‌ها را در جنوب تصویر میدان عمیق هابل بدست آورد. آنها خطوط انتشار ستاره‌ای در 179 کهکشان دوردست را در این میدان اندازه‌گیری کردند و از آنها برای محاسبۀ رفتارهای تشکیل ستاره پس از اصلاح اثراتی مثل انهدام غبار استفاده کردند (که باعث می‌شود برخی از خطوط نوری ضعیف‌تر از آنچه هستند به نظر برسند). محققان دریافتند که معمای تشکیل ستارۀ تهی در کهکشان‌های کوچک در سطح تقریبأ 5% واقعی است حتی وقتی نویز و پراکندگی در داده‌ها مثلأ ناشی از اثرات تکامل کهکشان باشد. این نویسندگان بیان کردند که ممکن است نوعی بازخوردِ ناشناخته مسئول این پدیده باشد.

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org