دانشمندان 13 میلیارد سال نوری دورتر از زمین چیزی غیرمنتظره کشف کردند - وبلاگ آپلود

به گزارش وبلاگ آپلود، در کشفی غیرمنتظره دانشمندان در یک کهکشان دوردست از دوران اولیه کیهان که حدود 13 میلیارد سال نوری با زمین فاصله دارد، پیروز به شناسایی مولکول های آب شدند.

دوران آغازین کیهان سرشار از رمز و راز است اما گاهی اخترشناسان با نگاه کردن به کهکشان های دوردست و باستانی، اطلاعات شگفت انگیزی از گذشته کیهان به دست می آورند. اکنون یک کهکشان با نام SPT0311-58 ثابت کرد که آگاهی دانشمندان از دوران اولیه دنیا چقدر کم است.

دانشمندان پیروز شدند در این کهکشان دوردست که در فاصله 12.88 میلیارد سال نوری از ما قرار گرفته است، آب کشف نمایند. این دورترین تشخیص مولکول H2O در یک کهکشان ستاره ساز و جامع ترین نگاه به گاز مولکولی در اوایل شکل گیری کیهان است.

یافته های این تیم پژوهشی به تازگی در استرونومیکال ژورنال (Astronomical Journal) منتشر شده است. سریوانی جاروگولا (Sreevani Jarugula) ستاره شناس دانشگاه ایلینوی و نویسنده اصلی مقاله تازه، برای نخستین بار کهکشان SPT0311-58 را در سال 2017 مشاهده کرد و از اندازه گردوغبار موجود در این کهکشان شگفت زده شد. او به همراه تیم پژوهشی تصمیم به شناسایی محتوای مولکولی کهکشان گرفت و بدین ترتیب این تیم هر دو مولکول آب و کربن مونو اکسید را در آن شناسایی کرد.

SPT0311-58 در واقع از یک جفت کهکشان تشکیل شده است که به نظر می رسد در حال ادغام هستند. جاروگولا گفت: این کهکشان در واقع یک ساختار بسیار کشیده و توده ای است. در این کهکشان توده های زیادی وجود دارد و مانند یک کهکشان صاف نیست.

در تصویر گرفته شده از این جرم کیهانی، کهکشان روشن تر در سمت راست قرار گرفته است و شکلی شبیه به یک کمان دارد. با وجود فاصله بسیار زیاد، واضح به نظر می رسد زیرا نور آن از یک عدسی گرانشی گذشته است.

عدسی گرانشی بک اثر کیهانی است که مانند یک عدسی غول پیکر عمل بزرگنمایی اجرام کیهانی دیگر را انجام می دهد. هنگامی که یک جرم بزرگ مانند ستاره یا کهکشان از جلوی یک جرم پس زمینه ای از دید ناظر می گذرد، نور منبع دور را تقویت و دچار اعوجاج می نماید و آن را درخشان تر نشان می دهد. بدین ترتیب مولکول های موجود در کهکشان به وسیله این کهکشان دیگر بزرگ می شوند و رصد آن ها را آسان تر می نمایند.

روش کشف آب

دانشمندان به این علت می توانند H2O را در این کهکشان دوردست شناسایی نمایند که غبار کهکشان، تابش فرابنفش ستارگان را جذب می نمایند و دوباره آن را به صورت فوتون های فروسرخ منتشر می سازد و باعث تحریک مولکول های آب و تابش آن ها می گردد و درنتیجه دانشمندان می توانند آن ها را ببینند. در رصدها، مولکول های آب به رنگ آبی و کربن مونواکسید به رنگ بنفش دیده می گردد.

هرچند آب سومین مولکول فراوان در کیهان پس از هیدروژن مولکولی و کربن مونواکسید است اما دانشمندان از تماشا مولکول های آب در دوران اولیه کیهان شگفت زده شدند.

نگاه به گذشته کیهان

این جفت کهکشان در دوره ای به نام عصر بازیونیزه شدن قرار دارند. این دوران خاتمه دوران تاریکی کیهان محسوب می گردد و به دوره ای در جدول زمانی دنیا اشاره دارد که هیدروژن خنثی دوباره یونیزه شد. پیش از این هیدروژن خنثی باعث شده بود تا فضای میان ستاره ای کدر و مانع از توسعه نور گردد. دورانی که نشان دهنده شکل گیری نخستین کهکشان های بزرگ بود.

این دوره زمانی روی داد که کیهان تقریبا 780 میلیون سال سن داشت، یعنی تنها پنج درصد از سن فعلی آن که دانشمندان آن را حدود 13.8 میلیارد سال تخمین می زنند. اگر نخستین کهکشان ها تازه آغاز به ظهور نموده بودند آخرین کشف دانشمندان را متحیر نموده است که چگونه این مولکول ها توانستند به این سرعت شکل بگیرند.

به گفته جاروگولا جمع شدن این اندازه غبار و گاز در اوایل کیهان عجیب است. این غبار بیشتر از ستاره هایی است که در حال تپش هستند و لایه بیرونی غبار خود را به کهکشان می ریزند. او اضافه کرد: بنابراین فراوری این همه غبار به وجود شمار زیادی ستاره احتیاج دارد.

ادامه پژوهش ها

دانشمندان درباره منشأ گردوغبار این کهکشان یا ستاره های اولیه ای که ممکن است آن را ایجاد نموده باشند، مطمئن نیستند. به گفته جاروگولا این کهکشان های باستانی ستاره هایی را با سرعتی هزاران برابر کهکشان راه تشکیل داده اند.

بنابراین مطالعه کهکشان های دوردست به دانشمندان نشان می دهد که چه تعداد ستاره در حال شکل گیری هستند و گاز در کهکشان های اولیه با چه سرعتی به ستاره تبدیل شده است. با مشاهده این کهکشان ها دانشمندان می توانند مدل های خود از دنیا اولیه را بهبود ببخشند و خواص آن را دقیق تر مشخص نمایند.

جاروگولا گفت: بنابراین یک کهکشان به این پرسش پاسخ نمی دهد. مجموعه ای از کهکشان ها احتیاج است که در محدود کردن قیدهای چنین مدل هایی و پاسخ دادن به فیزیک شرایط دنیا اولیه، سودمند خواهند بود.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از زوج کهکشان دوردست که در آن ها آب کشف شده است.

Credit: NRAO/AUI/NSF; D. Berry

منبع: Inverse