نخستین شواهد وجود کربن در جهان آغازین

* ستاره شناسان موفق به ردیابی نخستین شواهد از فراوانی کربن در جهان آغازین را یافتند.

* داده ها نشان می دهد مقدار فراوانی کربن در زمانی حدود 12.5 میلیارد سال پیش وجود داشته است.

تصویری در طول موج دیدگانی از TN J0924-2201، یک کهکشان رادیویی بسیار دور 
با z = 5.19. این عکس توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده.
یک گروه پژوهشی از اخترشناسان، عمدتن از دانشگاه های اهیمه و کیوتو در ژاپن، با موفقیت توانستند رد یک خط گسیلشی (نشری) کربن (154.9 نانومتر - CIV) را در دورترین کهکشان رادیویی که تاکنون از جهان آغازین شناخته شده بیابند. این گروه با بهره از دوربین و طیف نگار اجرام کم نور (FOCAS) در تلسکوپ سابارو، کهکشان رادیویی TN J0924-2201 که در فاصله ی 12.5 سال نوری از زمین قرار دارد را مورد رصد قرار دادند، و توانستند برای نخستین بار ترکیب شیمیایی آن را تعیین کنند. بررسی های آنان روی خط کربن یافته شده نشان داد که مقدار بسیاری کربن در زمانی به دوری 12.5 میلیارد سال پیش، کمتر از یک میلیارد سال پس از مهبانگ یا انفجار بزرگ، وجود داشته. این کشف ارزشمند به ما در شناخت دگرگونی و تکامل شیمیایی جهان کمک می کند و چه بسا سرنخ هایی درباره ی سرشت و طبیعت شیمیایی انسان ها، که از عناصر گوناگونی همچون کربن و اکسیژن ساخته شده اند ارایه بدهد.

جهان ما در حدود 13.7 میلیارد سال پیش با مهبانگ آغاز شد. هیدروژن و هلیوم نخستین عناصر در این کیهانِ نوپا بودند. اگر این ها تنها عناصر بودند، پس عناصر دیگر، به اصطلاح "فلزات" که سنگین تر از هیدروژن و هلیوم بودند چه زمانی و چگونه پدید آمدند؟ پاسخ این پرسش در ستارگانی که در آسمان شب می درخشند جای دارد. پدیده های ابرنواختری و نیز همجوشی هسته ای درون ستارگان باعث پیدایش عناصر گوناگونی که امروزه وجود دارند شدند. غنی شدن شیمیایی جهان در خلال زایش و مرگ ستارگان بیشمار در یک زمان بندی گسترده در ابعاد کیهانی انجام گرفته. شناخت فرگشت شیمیایی کیهان به آشکار شدن چیزهای بسیاری از فرگشت خود کیهان و سرچشمه ی شیمیایی ما انسان ها خواهد انجامید.

اخترشناسان با اندازه گیری فلزینگی (metallicity - فلزیگی) اجرام آسمانی که انتقال به سرخ های گوناگون داشتند، تکامل شیمیایی را مورد بررسی قرار داده اند. منظور از فلزینگی، فراوانی عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم در اجرام کیهانی است. انتقال به سرخ یا سرخگرایی نشان دهنده ی میزان کش آمدن و بلندتر شدن یک طول موج است که در اثر انبساط جهان رخ می دهد. هر چه مقدار سرخگرایی یک کهکشان (z) بیشتر باشد، از نظر زمان و مکان دورتر است. بنابر این اندازه گیری طیف‌های کهکشان هایی که سرخگرایی بیشتری دارند، اطلاعات بیشتری درباره ی فلزینگی جهان آغازین به ما می دهد. از این نظر کهکشان های رادیویی به ویژه اجرامی مناسب برای چنین اندازه گیری هایی هستند چرا که هم در نور دیدنی (مریی) و هم در طول موج های رادیویی بسیار درخشانند.

گروه پژوهشگران سابارو تلاش هایشان را بر تعیین فلزینگی یک کهکشان رادیویی با بالاترین سرخگرایی که تاکنون بررسی شده بود متمرکز کردند. آن ها در پژوهش پیشین خود، فلزینگی رادیوکهکشان هایی با سرخگرایی کمتر از 4 را اندازه گرفته بودند، ولی یافته های آن ها نشان داد که دوران اصلی تکامل عمده ی فلزینگی، در سرخگرایی هایی بالاتر و در زمانی بسیار کهن تر رخ داده بوده. بنابراین، آن ها رصدهای خود را بر روی TN J0924-2201 متمرکز کردند، دورترین رادیوکهکشان شناخته شده. این کهکشان دارای سرخگرایی بیش از پنج (z = 5.19) است و در فاصله ی 12.5 میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد.

این گروه به کمک FOCAS نصب شده روی تلسکوپ سابارو، طیف نوری ژرفی از این کهکشان به دست آوردند و با موفقیت، برای نخستین بار، خط گسیلشی کربن (154.9 نانومتر، CIV) را از ابر یونیده ی آن ردیابی نمودند. چنین به نظر می رسد که TN J0924-2201 به تازگی تکامل عمده ی شیمیایی در z > 5 را پشت سر گذاشته. این پژوهش درها را برای بررسی های آینده روی فلزینگی کهکشان های کیهان آغازین با سرخگرایی بیش از 5 باز نگه می دارد.

واژه نامه:
Hydrogen - helium - metal - Supernova - nuclear fusion - carbon - emission line - CIV - radio galaxy - Faint Object Camera and Spectrograph - FOCAS - Subaru - TN J0924-2201 - Big Bang - chemical evolution - oxygen - metallicity - Redshift - wavelength

منبع: astronomy.com

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه