نخستین کهکشان‌های کیهان درخشان‌تر و داغ‌تر بودند

1
466

بیگ بنگ: نخستین کهکشان‌های کیهان درخشان‌تر و داغ‌تر از آنچه انتظار می‌رفت بوده‌اند. این کارخانه‌های درخشان ستاره‌سازی نخستین نوری که آزادانه در کیهان تابید را پدید آوردند.

image e Universes Early Galaxies
بیشتر نقطه‌های روشنِ این تصویر کهکشانند. برخی از این کهکشان‌ها که با دایره‌های سرخ نشان داده شده‌اند بسیار دوردست هستند. چارچوب پیوستِ پایینِ تصویر یکی از این کهکشان‌ها را نشان می‌دهد.

بر پایه‌ی یافته‌های گروهی از اخترشناسان که رصدهایی ۴۰۰ ساعته به کمک تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا انجام داده‌اند، نخستین کهکشان‌های کیهان پرتوهایی داغ‌تر و درخشان‌تر از آنچه گمان می‌رفت منتشر کرده‌اند. این یافته می‌تواند به یک پرسش قدیمی دربارۀ این که نخستین نور کیهان چگونه آزاد شد و به درون کیهان ِ نوپا تابید پاسخ دهد.

مایکل ورنر یکی از نویسندگان پژوهش، از جی‌پی‌ال ناسا می‌گوید: «انتظار نداشتیم اسپیتزر با آینه‌ای کوچکش بتواند کهکشان‌هایی تا این اندازه نزدیک به سپیده‌دم کیهان را ببیند. ولی طبیعت سرشار از شگفتی‌هاست و درخشش غیرمنتظرۀ این نخستین کهکشان‌ها به همراهِ کارکرد عالیِ اسپیتزر، آنها را نمایان کرد.»

نخستین نور کیهان

پس از بیگ بنگ، کیهان عمدتا گازی بود. چیزی حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال گذشت تا نخستین ستارگان پدید بیایند. و حدود یک میلیارد سال دیگر هم گذشت تا این ستارگان گرد هم آمده و نخستین کهکشان‌ها را بسازند. اما کیهان در بیشترِ این دوره، انباشته از گاز هیدروژن سرد بود. طیف‌هایی از نور می‌توانستند از درون چنین گازی بگذرند ولی پرتوهای پرانرژی‌تر، مانند فرابنفش و پرتو گاما، بی‌درنگ در آن جذب می‌شدند. این جلوی جریان آزادانۀ نور در فضا، و رسیدن آن به چشم ما در میلیاردها سال بعد را می‌گرفت.

نخستین ستارگان و کهکشان‌ها که پدید آمدند، آنچنان این گاز را با پرتوهای پرانرژی خود اشباع کردند که دیگر نمی‌توانست بیش از آن پرتویی جذب کند، و اینجا بود که نور دیگر توانست آزادانه به این سو و آن سو برود. این دوران گذار به نام دوران “بازیونش” شناخته می‌شود و نشانگر لبۀ کدر و ابرآلودِ تاریخ کیهان است، جایی که پیش از آن را هرگز نخواهیم دید. پژوهشگران این مرز و دلیل کلی پیدایشش را می‌شناسند و می‌فهمند. ولی این که بازیونش دقیقا چه زمانی و چگونه رخ داد، هنوز یک راز است و اخترشناسان هنوز بر سر اینکه سرچشمه‌های ویژۀ همه‌ این نور چه بوده درگیر بحث و گفتگو هستند.

reinoization
برداشت هنری از نمای احتمالی ِ نخستین کهکشان‌های کیهان

اهمیت رصدهای تازه به همین دلیل است. دیدِ ژرفِ اسپیتزر به اخترشناسان امکان داده تا طول موج‌های ویژه‌ای از نور ِ نخستین کهکشان‌های کیهان را ببینند. نتایج نشان می‌دهد که نخستین کهکشان‌ها بی‌اندازه “کم‌فلز” بوده‌اند؛ در دانش اخترشناسی، به هر عنصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم “فلز” می‌گویند. این کشف همچنین بدین معناست که ستارگان درون این کهکشان‌ها عنصرهای سنگینِ کمی داشتند، که به آنها کمک می‌کرد با پرتوهای داغ و شدید بدرخشند و گونه‌ای از پرتوهای یونیده کننده‌ که قرار بود در آینده پردۀ گازی کیهان را کنار بزنند را منتشر کنند.

این ستارگان ِ داغ همان کهکشان‌های آغازینی که اسپیتزر بررسی کرده را ساختند و از همین رو این کهکشان‌ها درخشان‌تر از کهکشان‌های امروزی، و درخشان‌تر از چیزی که انتظار می‌رفت بودند. پژوهشگران به سرپرستی استفانه دی‌باروس از دانشگاه ژنو سوییس یافته‌های خود را در شمارۀ ۴ آوریل ماهنامه‌ انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر کردند.

نمونه‌هایی از این کهکشان‌های بی‌اندازه درخشان در گذشته هم کشف شده بودند، ولی پژوهش جدید اسپیتزر ۱۳۵ نمونه از آنها را در بر دارد. این به اخترشناسان می‌گوید که چنین درخششی برای کهکشان‌های آغازین پدیده‌ای رایج بوده نه یک ویژگی متعلق به چند استثنا.

هنوز نمی‌دانیم که آیا بازیونش کیهان تنها از نور این کهکشان‌های درخشان بوده یا چشمه‌های دیگری -مانند سیاهچاله‌های فعال در مرکز کهکشان‌ها- هم در فرآیند بازیونش همکاری می‌کردند. ولی تلسکوپ‌هایی مانند جیمز وب که برای پرتاب در سال ۲۰۲۱ برنامه‌ریزی شده چندین برابر بزرگ‌تر از اسپیتز هستند و می‌توانند دوران آغازین کیهان را با جزئیات بیشتری ببینند. شاید روزی اخترشناسان پاسخی درست برای این پرسش که “چه اجرامی عامل روشن شدن کیهان بودند” بیابند.


یک دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

Please enter your comment!
Please enter your name here

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.