انفجاری که به کشف دو کهکشان باستانی انجامید

* نتایج تازه نشان می دهند که برخی کهکشان ها از زمانی کمتر از دو میلیارد سال پس از مهبانگ
سرشار از عناصر سنگین شده بوده اند.

یک گروه بین المللی از اخترشناسان با استفاده از یک انفجار کوتاه مدت و بسیار درخشان فوران پرتو گاما (GRB)، توانستند ترکیب شیمیایی دو کهکشان دوردست را مورد بررسی قرار دهند. مشاهدات انجام گرفته با تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESO) با شگفتی، دو کهکشان متعلق به روزگار آغازین جهان را نمایان ساخت که نسبت به خورشید ما، عناصر شیمیایی سنگین بیشتری دارند. این دو کهکشان شاید در حال طی فرآیند ادغام و یکی شدن باشند. چنین رویدادهایی در جهان نخستین، آغازگر روند ستاره زایی و شکل گیری ستارگان تازه ی فراوان بود و چه بسا به فوران های پرتو گاما نیز می‌انجامید.
برداشت یک هنرمند از دو کهکشان در جهان آغازین. انفجار تابناک سمت چپ، یک فوران پرتو گاماست. نور این انفجار در راه رسیدن به ما از درون هر دو کهکشان گذشت. زمین در سمت راست، بیرون از کادر انگاشته شده. بررسی نور این فوران پرتو گاما به کمک تلسکوپ بسیار بزرگ آژانس فضایی اروپا نشان داده که این دو کهکشان به گونه ای چشمگیر سرشار از عناصر شیمیایی سنگینند.
GRB ها درخشان ترین انفجارها در جهانند. ردیابی آن ها نخست به کمک رصدخانه های فضایی و آشکارسازی فوران های کوتاه مدت پرتوگاما آغاز می شود. پس از مشخص شدن موقعیت آن ها در فضا، ستاره شناسان بلافاصله به سراغ تلسکوپ های روی زمین می روند تا پرتوی مریی آن ها و نیز درخشش فروسرخی که در ساعت‌ها و روزهای پس از فوران پرتو گاما می آید را مورد بررسی قرار دهند. در مورد یافته ی تازه، نخست این تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا بود که چنین فوران پرتو گامایی را با عنوان GRB 090323 مشاهده کرد. خیلی زود پس از آن، آشکارساز پرتو ایکس نصب شده بر ماهواره ی سویفت ناسا و نیز سامانه ی GROND در تلسکوپ 2.2 متری MPG/ESO در شیلی نیز آن را دیدند، و تنها یک روز پس از انفجار هم تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) آن را در جزییات چشمگیر مورد پژوهش قرار داد.

مشاهدات VLT نشان می دهند که نور شدید این فوران پرتو گاما از میان دو کهکشان گذشته تا به ما رسیده: کهکشان میزبانِ انفجار و کهکشان همسایه. این دو کهکشان در وضعیتی که در 12 میلیارد سال پیش بودند دیده شدند. چنین کهکشان های دوردستی به ندرت در پرتوی تابش GRB دیده می شوند.

ساندرا ساوالیو از بنیاد ماکس پلانک برای فیزیک فرازمینی، در گارچینگ آلمان می گوید: «زمانی که به بررسی نور به دست آمده از این فوران پرتو گاما پرداختیم، نمی دانستیم چه چیزی در انتظارمان است. این که گاز سرد موجود در این دو کهکشان باستانی، دارای چنین ساختار شیمیایی نامنتظره ای بود ما را شگفت زده ساخت. عناصر سنگین درون این کهکشان‌ها بیشتر از میزانیست که تاکنون در کهکشانی تا این حد جوان از روزگار آغازین فرگشت کیهان یافته شده بود. انتظار نداشتیم جهان اولیه را تا این حد بالغ و از نظر شیمیایی تکامل یافته بیابیم.»

هنگامی که نور فوران پرتو گاما (GRB) از درون کهکشان ها می گذرد، گاز درون آن ها همچنون یک فیلتر رفتار کرده و بخشی از این پرتو، در طول موج های معین را جذب می کند. بدون GRB، این کهکشان های کم نور از دید ما پنهان می مانند. گروه دانشمندان با تجزیه و تحلیل دقیق رد طیفی عناصر شیمیایی گوناگون توانستند ترکیب شیمیایی گاز سرد درون این کهکشان های دوردست را دریابند و به ویژه متوجه شدند این دو سرشار از عناصر سنگین می باشند.

دانشمندان انتظار داشتند کهکشان های دوران اولیه ی جهان نسبت به کهکشان های کنونی، مانند راه شیری، دارای میزان کمتری عناصر سنگین باشند. عناصر سنگین تر در طی زندگی و مرگ نسل های گوناگون ستارگان ساخته می شوند، و به تدریج گاز درون کهکشان ها را غنی می کنند. اخترشناسان می توانند با کمک گرفتن از این غنای شیمیایی در هر کهکشان، طول عمر آن کهکشان را نشان دهند. ولی مشاهدات تازه با شگفتی آشکار کرد که برخی کهکشان ها در زمانی کمتر از دو میلیارد سال پس از مهبانگ (بیگ بنگ) نیز سرشار از عناصر سنگین بوده اند، چیزی که تا همین اواخر غیر قابل تصور بود.

این جفت کهکشان جوان و تازه کشف شده باید روند ستاره زایی با سرعتی بسیار بالا داشته باشند که توانسته گاز سرد درونشان را به این شتاب و شدت غنی کرده باشد. از آن جایی که به یکدیگر نزدیکند، احتمالن در حال ادغام شدنند، و این فرآیندیست که طی آن با برخورد ابرهای گازی کهکشان ها، فرآیندهای ستاره فشانی (ستاره زایی های ناگهانی و شدید) آغاز می شود. نتایج تازه همچنین این دیدگاه را تقویت می کنند که فوران های پرتو گاما می توانند در ارتباط با این فرآیندهای شدید و خشن ستاره زایی باشند.

چنین روندهای ستاره زایی پرانرژی در کهکشان ها احتمالن در اوایل تاریخ جهان متوقف شده است. پس از 12 میلیارد سال، در زمان کنونی، بازمانده های چنین کهکشان هایی می توانند پر از بقایای ستاره ای مانند سیاهچاله ها یا ستارگان کوتوله ی سرد باشند، این ها "کهکشان هایی مرده" و به سختی قابل ردیابی هستند، تنها سایه هایی محو از روزگار درخشان جوانیشان. امروزه یافتن این گونه "جنازه ها" می تواند چالشی برای ما باشد.

به گفته ی ساوالیو: «ما خیلی خوش شانس بودیم که GRB 090323 را در دوران جوانیش و زمانی که هنوز به اندازه ی کافی روشن بود رصد کردیم، و از همین رو توانستیم با تلسکوپ بسیار بزرگ، VLT، جزییات چشمگیری از آن را ببینیم. فوران های پرتو گاما تنها زمان کوتاهی دوام دارند، و در این زمان اندک، گردآوری داده های خوب بسیار دشوار است. ما امیدواریم که این کهکشان ها را دوباره در آینده و زمانی که دستگاه های بسیار حساس تری ساخته شد نیز ببینیم، آن ها هدف های مناسبی برای E-ELT خواهند بود.»

واژه نامه:
heavy element - Big Bang - gamma-ray burst - GRB - European Southern Observatory - ESO - Very Large Telescope - VLT - gamma ray - infrared - afterglow - Fermi - Gamma-ray Space Telescope - GRB 090323 - X-ray - Swift - GROND system - MPG/ESO - galaxy - Sandra Savaglio - wavelength - Milky Way - merging - star formation - black hole - dwarf star - dead galaxy - E-ELT.

منبع: astronomy.com

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه