بیگ بنگ: ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب کشف کردند که ستاره‌سازی در دورترین کهکشان کشف شده متوقف شده و این کهکشان عملا مرده است.
به گزارش بیگ بنگ، ستاره‌سازی در این کهکشان تنها ۷۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ، متوقف شده که این امر مدل‌های موجود از تکامل کهکشان‌ها را به چالش می‌کشد، چرا که نمی‌تواند توضیح دهد چگونه کهکشان‌های عظیم و “قرمز و مرده” می‌توانند در این مقطع زمانی زودتر از آنچه که پیش‌بینی می‌شد، شکل بگیرند. این کهکشان که RUBIES-UDS-QG-z7 نام دارد، بیش از ۱۰ میلیارد برابر خورشید جرم دارد و گستردگی آن ۶۵۰ سال نوری است و نشان می‌دهد هسته‌های متراکم کهکشان‌های بیضوی امروزی احتمالا بسیار زودتر از آنچه که پیش‌بینی می‌شد، شکل گرفته‌اند.
چطور کهکشان‌ها رشد می‌کنند و سپس می‌میرند
در کیهان اولیه، کهکشان‌ها با جذب گاز از محیط میان‌کهکشانی و تبدیل آن به ستارگان جدید، رشد می‌کردند. با افزایش جرم یک کهکشان، می‌تواند گاز را مؤثرتر جذب کند و به این ترتیب، تشکیل ستارگان سریع‌تر انجام شود. اما این رشد برای همیشه ادامه نمی‌یابد. در نهایت، کهکشان‌ها وارد فرآیند “خاموش شدن” قرار می‌گیرند که در آن ستاره‌سازی متوقف شده و به طور مؤثر رشد آنها متوقف می‌شود.
امروزه، ستاره‌شناسان می‌بینند که تقریباً نیمی از کهکشان‌های کیهان نزدیک، دیگر ستاره‌سازی انجام نمی‌دهند. این کهکشان‌ها به عنوان کهکشان‌های ساکن، خاموش یا “قرمز و مرده” شناخته می‌شوند. آنها قرمز به نظر می‌رسند، زیرا ستارگان جوان و داغ آبی خود را از دست داده‌اند و تنها ستارگان قدیمی‌تر و سردتر که به رنگ قرمز هستند، باقی مانده‌اند.
مرموز بودن علت مرگ کهکشان‌ها
کهکشان‌های ساکن به ویژه در میان کهکشان‌های بزرگ‌تر رایج هستند، که معمولاً شکل بیضوی دارند. این کهکشان‌ها معمولاً زمان زیادی برای شکل گرفتن نیاز دارند و ابتدا جمعیت‌های ستاره‌ای بزرگی را می‌سازند تا ستاره‌سازی متوقف شود. اما آنچه باعث می‌شود یک کهکشان خاموش شود، هنوز یکی از بزرگترین پرسش‌ها در اخترفیزیک است.
“پاسکال اوش” استاد اخترشناسی دانشگاه ژنو و همکار نویسنده مقاله گفت: «یافتن اولین نمونه‌های کهکشان‌های ساکن بزرگ(MQGs) در کیهان اولیه بسیار حیاتی است، زیرا این موضوع روشن می‌کند که مکانیزم‌های تشکیل آنها چه بوده است.» در واقع جستجو برای چنین سیستم‌هایی، هدف اصلی اخترشناسان برای سال‌ها بوده است.
مشاهدات متناقض با نظریه‌ها
با پیشرفت تکنولوژی، به ویژه طیف‌سنجی نزدیک به فروسرخ، اخترشناسان کهکشان‌های مرده را در زمان‌های کیهانی ابتدایی‌تر تأیید کرده‌اند. فراوانی تخمینی آنها با مدل‌های نظری تشکیل کهکشان‌ها که پیش‌بینی می‌کنند چنین سیستم‌هایی باید زمان بیشتری برای تشکیل نیاز داشته باشند، در تناقض است. با استفاده از تلسکوپ جیمز وب این تنش به تغییر در شیفت‌های نوری به ۵ (۱.۲ میلیارد سال پس از بیگ بنگ) رسیده که در سال‌های اخیر چندین کهکشان مرده در این بازه زمانی شناسایی شده است. مطالعه جدید محققان دانشگاه ژنو نشان می‌دهد که این کهکشان‌ها حتی زودتر و سریع‌تر از آنچه که پیش‌بینی می‌شد، شکل گرفته و از ستاره‌سازی دست کشیده‌اند.
در پروژه بزرگ RUBIES (جستجو برای نام‌های ناشناخته: بررسی کهکشان‌های فروسرخ روشن) که یکی از بزرگترین برنامه‌های تحقیقاتی بر مبنای تلسکوپ جیمز وب است، مشاهدات طیفی از چندین هزار کهکشان، از جمله صدها منبع تازه کشف‌شده، به دست آمده است.
جستجوی دورترین کهکشان “مرده”
در میان این طیف‌های جدید، دانشمندان دورترین کهکشان ساکن(مرده) را که تاکنون پیدا شده، شناسایی کردند. این کهکشان دارای شیفت قرمز ۷.۲۹ است، یعنی تنها حدود ۷۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ رصد شده. طیف‌سنجی NIRSpec/PRISM نشان می‌دهد که جمعیت ستارگان این کهکشان در یک کیهان بسیار جوان به طرز شگفت‌انگیزی قدیمی است. مدل‌سازی دقیق طیف و داده‌های تصویری نشان می‌دهد که جرم این کهکشان بیش از ۱۰ میلیارد برابر خورشید است را در اولین ۶۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ ایجاد کرده است، قبل از اینکه به طور سریع ستاره‌سازی را متوقف کند و به این ترتیب طبیعت ساکن آن تأیید شد.
“آندریا ویبل” دانشجوی دکتری در دپارتمان اخترشناسی دانشگاه ژنو و نویسنده اول مقاله گفت: «کشف کهکشان RUBIES-UDS-QG-z7 نشان می‌دهد که کهکشان‌های مرده بزرگ در اولین میلیارد سال از عمر کیهان بیش از ۱۰۰ برابر بیشتر از آنچه که مدل‌های موجود پیش‌بینی می‌کنند، فراوان هستند.» این موضوع نشان می‌دهد که عوامل کلیدی در مدل‌های نظری مانند تأثیرات بادهای ستاره‌ای و قدرت بیرون‌ریزش‌ها که توسط تشکیل ستارگان و سیاه‌چاله‌های عظیم ایجاد می‌شود، ممکن است نیاز به بازنگری داشته باشند. در اصل کهکشان‌ها خیلی زودتر از آنچه که این مدل‌ها پیش‌بینی می‌کنند، مرده‌اند.
هسته‌های کهن کهکشان‌های غول‌آسا امروزی
در نهایت، اندازۀ کوچک RUBIES-UDS-QG-z7 که حدود ۶۵۰ سال نوری گستردگی دارد، نشان‌دهندۀ چگالی جرم ستاره‌ای بالایی است که با بالاترین چگالی‌های مرکزی مشاهده‌شده در کهکشان‌های ساکن(مرده) در شیفت قرمزهای کمی پایین‌تر (z ~2–۵) قابل مقایسه است. این کهکشان‌ها احتمالاً به هسته‌های کهن‌ترین و بزرگترین کهکشان‌های بیضوی در کیهان نزدیک تبدیل خواهند شد. جزئیات بیشتر در نشریۀ Astrophysical منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: scitechdaily.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=108862
(۳ نفر , میانگین : ۵,۰۰ از ۵)
