کشف پیله‌هایی از کربن پیرامون کهکشان‌های آغاز کیهان
* آرایه‌ی آلما کهن‌ترین نمونه‌ی آلودگی محیطی در کیهان را مشاهده کرده است.
پژوهشگران به کمک آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما) ابرهای غول‌آسایی از گاز کربن به شعاع بیش از ۳۰ هزار سال نوری را پیرامون کهکشان‌های جوان یافته‌اند. این نخستین نمونه‌ی تایید شده از اتم‌های کربنِ ساخته شده در دل ستارگان در کیهان آغازین است که فراتر از کهکشان‌ها پخش شده‌اند. هیچ پژوهش نظری‌ای چنین پیله‌های کربنی غول‌پیکری را پیرامون کهکشان‌های رو به رشد پیش‌بینی نکرده، و این پرسش‌هایی را درباره‌ی شناخت کنونی ما از فرگشت کیهان پیش می‌آورد.
پژوهشگران به کمک آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما) ابرهای غول‌آسایی از گاز کربن به شعاع بیش از ۳۰ هزار سال نوری را پیرامون کهکشان‌های جوان یافته‌اند. این نخستین نمونه‌ی تایید شده از اتم‌های کربنِ ساخته شده در دل ستارگان در کیهان آغازین است که فراتر از کهکشان‌ها پخش شده‌اند. هیچ پژوهش نظری‌ای چنین پیله‌های کربنی غول‌پیکری را پیرامون کهکشان‌های رو به رشد پیش‌بینی نکرده، و این پرسش‌هایی را درباره‌ی شناخت کنونی ما از فرگشت کیهان پیش می‌آورد.
 |
| تصویر پیوندی آرایه‌ی آلما و تلسکوپ هابل از کهکشانی جوان که با پیله‌ای از گاز کربن در بر گرفته شده. رنگ سرخ داده‌های آلما از گاز کربن را نشان می‌دهد. رنگ آبی هم توده‌ی ستارگان کهکشان را از چشم تلسکوپ هابل نشان می‌دهد. اندازه‌ی زاویه‌ای این تصویر ۳.۸ در ۳.۸ ثانیه‌ی قوس، هم‌ارز ۷۰ هزار در هفتادهزار سال نوری در فاصله‌ی ۱۲.۸ میلیارد سال نوری است. |
سیجی فوجیموتو، نویسنده‌ی اصلی این پژوهش از دانشگاه کپنهاگ می‌گوید: «ما بایگانی علمی آلما را به طور کامل بررسی کردیم و همه‌ی داده‌هایی که دربردارنده‌ی سیگنال‌های رادیویی یون کربن درکهکشان‌های آغازین کیهان -تنها یک میلیارد سال پس از مهبانگ (انفجار بزرگ)- بود را گرد آوردیم. با آمیختن همه‌ی این داده‌ها به حِسمَندی بی‌سابقه‌ای رسیدیم. اگر می‌خواستیم تنها با یک بار رصد به یک مجموعه داده با چنین کیفیتی دست بیابیم می‌بایست رصدی انجام می‌دادیم که ۲۰ برابر بیشتر از رصدهای معمولی آلما زمان می‌برد [چیزی مانند نوردهی ۲۰ برابر بلندتر]، و این کاری تقریبا ناشدنی بود.»
عنصرهای سنگینی مانند کربن و اکسیژن در آغاز کیهان پس از مهبانگ وجود نداشتند. آنها بعدها در کوره‌های همجوشی هسته‌ای درون ستارگان ساخته شدند. با این وجود هنوز نمی‌دانیم این عنصرها چگونه در سراسر کیهان پخش شدند. اخترشناسان عنصرهای سنگین را درون کهکشان‌های آغازین یافته بودند، ولی به دلیل حسمندی محدود تلسکوپ‌هایشان نتوانسته بودند این عنصرها را بیرون از آن کهکشان‌ها هم ببینند. این گروه پژوهشی سیگنال‌های ضعیفی که در بایگانی داده ها بود را با هم یکی کردند و از این محدودیت فرا رفتند.
ماسامی اوچی، استاد دانشگاه توکیو توضیح می‌دهد: «این ابرهای گاز کربن [که آلما دیده] تقریبا پنج برابر گسترده‌تر از توده‌ی ستارگان در این کهکشان‌ها که تلسکوپ فضایی هابل دیده هستند. ما ابرهای پخش و افشانیده ولی غول‌آسایی را دیدیم که در سیاهی قیرگونِ فضا شناور بودند.»
خوب، این پیله‌های کربن چگونه پدید آمدند؟ راب ایویسون از رصدخانه‌ی جنوبی اروپا می‌گوید: «انفجارهای ابرنواختری که در واپسین گام زندگی ستارگان رخ می‌داد عنصرهای سنگینی را که در دل ستارگان ساخته شده بود به بیرون پس می‌زدند. فواره‌ها و تابش‌های پرانرژیِ ابرسیاهچاله‌های مرکز کهکشان‌ها هم می‌توانست به رانده شدن کربن به بیرون از کهکشان و سرانجام، به سرتاسر کیهان کمک کند. ما داریم این فرآیند افشانده شدنِ پیوسته را می‌بینیم، کهن‌ترین فرآیند آلودگی محیطی در کیهان را.»
 |
| برداشت هنری از کهکشانی که با یک ابر گازی غول‌آسا در بر گرفته شده. تصویر بزرگ‌تر (۶ مگ) |
این پژوهشگران یادآوری می کنند که مدل های نظری کنونی توانایی توضیح چنین ابرهای بزرگی از کربن پیرامون کهکشان‌های جوان را ندارند، که شاید نشانگر این باشد که باید گونه‌ای فرآیند فیزیکیِ تازه را در شبیه‌سازی‌های کیهان‌شناختی بگنجانیم. آندره‌آ فره‌را، استاد اسکولا نورماله سوپریوره (SNS) در پیزای ایتالیا می‌گوید: «به نظر می‌رسد کهکشان‌های جوان مقدار گاز کربن‌داری بسیار بیشتر از چشمداشت‌های ما را پس می‌زنند.»
این گروه اکنون سرگرم بررسی پیامدها و مفاهیم این کشف برای برون‌ریزی‌های کهکشانی و هاله‌های کربن‌دار پیرامون کهکشان‌ها به کمک آلما و تلسکوپ‌های دیگر در سراسر جهان هستند. گزارش یافته‌های آنها در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.
--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
واژه‌نامه:
carbon - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA - atom - star - ALMA Science Archive - radio - ion - galaxy - Big Bang - Seiji Fujimoto - University of Copenhagen - Ph.D. - University of Tokyo - element - oxygen - nuclear fusion - Hubble Space Telescope - Masami Ouchi - National Astronomical Observatory - Japan - University of Tokyo - Supernova - Professor Rob Ivison - European Southern Observatory - supermassive black hole - Andrea Ferrara - Scuola Normale Superiore di Pisa - halo - Astrophysical Journal
منبع: sciencedaily
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر