جهان از اینجا آغاز شد!، عکس - وبلاگ داریوش

به گزارش وبلاگ داریوش، دانشمندان حالا پیروز به مشاهده ده کهکشان شدند که در یک رشته نازک به طول سه میلیون سال نوری قرار دارند که از طریق یک اختروش درخشان به هم متصل هستند. این مشاهده، دانشمندان را حسابی حیرت زده کرد؛ هم به خاطر ابعاد و میزان آن و هم به دلیل جایگاهشان در تاریخ کیهان.

غزال زکمک: رشته های کیهانی، ساختار بزرگ مقیاسی از کیهان هستند. اگر بتوانید کیهان را از زمان بیگ بنگ تا به امروز تماشا کنید، می بینید که این رشته ها و حفره های بین آنها در گذر زمان شکل می گیرند. حالا اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمزوب ده کهکشان را یافته اند که ساختار ابتدایی آنها تنها 830 میلیون سال پس از شروع کیهان شکل گرفته بود.

رشته های کیهانی در ابتدای عمر جهان با نوساناتی در چگالی شان ایجاد شدند. چند صد میلیون سال بعد از بیگ بنگ، ماده (با شکل اولیه گاز) در محل تلاقی ورقه ها و رشته های گاز در رشته های ابتدایی، به شکل گره هایی متراکم شده بود. این گره ها و رشته ها، میزبان اولین ستاره ها و کهکشان ها بودند. این کاملا طبیعی است که وقتی ستاره شناسان به گذشته ها نگاه می کنند، در پی نسخه های ابتدایی رشته های کیهانی باشند. حالا و با شروع به کار تلسکوپ جیمز وب، دانشمندان می توانند تا به گذشته ها نگاه کرده و اجسام بسیار کم نوری که اندکی بعد از بیگ بنگ وجود داشتند را نظاره کنند.

دانشمندان حالا پیروز به مشاهده ده کهکشان شدند که در یک رشته نازک به طول سه میلیون سال نوری قرار دارند که از طریق یک اختروش درخشان به هم متصل هستند. این مشاهده، دانشمندان را حسابی حیرت زده کرد؛ هم به خاطر ابعاد و اندازه آن و هم به دلیل جایگاهش در تاریخ کیهان. فیگ وانگ از دانشگاه آریزونا که محقق اصلی این برنامه است در این رابطه گفته: این یکی از اولین ساختارهای رشته ای است که تا به حال رویت شده و با یک اختروش دوردست مرتبط است.

بیشتر بخوانید:

• گنجینه ای که در موزه قرار داشت و کسی از آن مطلع نبود/ عکس
• یک گوی عجیب از کف اقیانوس سر درآورده است!

رویای درک دوران ابتدایی جهان و رشته های کیهانی

مشاهدات تلسکوپ جیمزوب بخشی از برنامه رصدی به نام ASPIRE است که یک بررسی طیف سنجی هاله ها در عصر باز یونیده شدن (Reionization) است. آنها هم از تصاویر و هم از طیف های 25 اختروشی که در زمان شروع جهان بعد از عصر تاریک وجود داشتند، استفاده می کنند. ایده اصلی، بررسی شکل گیری اولین کهکشان های ممکن و همچنین تولد اولین سیاهچاله هاست. به علاوه اعضای تیم امیدوارند تا بفهمند که جهان اولیه چطور با عناصر (فلزات) سنگین تر غنی شده و چطور همه اینها در عصر بازیونیده شدن ادامه یافتند.

اهداف ASPIRE ، بخش مهمی از درک منشا و تکامل کیهان است. جوزف هناوی از دانشگاه کالیفرنیا در این باره گفته: دو دهه اخیر تحقیقات کیهان شناسی به ما درک خوبی از نحوه شکل گیری و تکامل رشته های کیهانی داده است. هدف ASPIRE درک چگونگی ترکیب و پیدایش اولین سیاهچاله های بزرگ در داستان کنونی شکل گیری ساختار کیهانی است.

تمرکز برروی سیاهچاله های ابتدایی

اختروش ها در طول زمان و فضا ظهور می کنند. آنها از سیاهچاله هایی با جرم بالا که حجم زیادی از نور و چیزهای دیگری تولید می کنند، نیرو می گیرند. ستاره شناسان نیز از آنها به عنوان شمع هایی استاندارد برای اندازه گیری فواصل دور و همچنین راهی برای بررسی و مطالعه منطقه ها وسیعی از فضا که نور از آنها عبور می کند، بهره می برند.

دست کم هشت اختروش در مطالعه ASPIRE دارای سیاهچاله هایی هستند که کمتر از یک میلیارد سال بعد از بیگ بنگ شکل گرفته اند. جرم این سیاهچاله ها بین 600 میلیون تا 2 میلیارد برابر جرم خورشید است. یک جرم واقعا بزرگ که سوالات زیادی درباره رشد سریع آنها وجود دارد. وانگ در این باره گفته: برای شکل گیری این سیاهچاله های فوق العاده بزرگ، در زمانی کوتاه، دو معیار را باید در نظر گرفت. اول اینکه برای بزرگ شدن و رشد، باید ماجرا را از یک سیاهچاله بزرگ دانه ای شروع کرد و دوم اینکه حتی اگر این دانه سیاهچاله در ابتدا جرمی معادل هزار تا خورشید داشته باشد، باز هم باید در تمام طول عمر خود، یک میلیون بار بیشتر ماده را با حداکثر سرعت ممکن جمع کند.

برای رشد اینگونه این سیاهچاله ها، به سوخت بسیار زیادی نیاز بوده. کهکشان های آنها هم جرم بسیار بالایی داشتند و این می تواند وجود سیاهچاله هایی غول آسا در قلب آنها را توجیه کند. این سیاهچاله ها نه تنها مواد زیادی را می بلعیدند، بلکه جریان خروجی آنها نیز بر شکل گیری ستاره ها تاثیر گذار بوده. یانگ در این باره گفت: وزش بادهای شدید از سمت سیاهچاله ها می توانند باعث سرکوب شکل گیری ستاره ها در کهکشان میزبان شوند. این بادها در کیهان های نزدیک هم رویت شده اند ولی هرگز به صورت مستقیم در عصر باز یونیده شدن مشاهده نشده اند. مقیاس باد با ساختار اختروش ها مرتبط است. در مشاهدات تلسکوپ جیمز وب، ما شاهد آن هستیم که این گونه بادها در جهان اولیه نیز وجود داشتند.

چرا مرور آن دوران وسوسه انگیز است؟

گاهی وقت ها می شویم که ستاره شناسان می خواهند به عصر باز یونیده شدن نگاه مجددی داشته باشند. اما چرا چنین هدفی برایشان وسوسه انگیز است؟ این به معنای مرور دورانی است که اولین ستاره ها و کهکشان ها شکل گرفتند. بعد از بیگ بنگ، کیهان نوزاد، شرایط بسیار گرم و متراکمی داشت. گاهی اوقات از آن دوران به عنوان سوپ اولیه کیهان یاد می شود. بعد از آن، توسعه فراگیر شد و تدریجا همه چیز شروع به خنک شدن کرد. این باعث شد تا الکترون ها و پروتون ها با هم ترکیب شده و اولین اتم های خنثی گاز ساخته شوند و همچنین انرژی حرارتی ناشی از بیگ بنگ اجازه انتشار پیدا کرد. ستاره شناسان آن تشعشعات را تشخیص دادند و این به صورت انتقال به سرخ، به قسمت امواج ریز طیف الکترومغناطیسی منتقل شد. ستاره شناسان این تابش را تابش زمینه کیهانی (CMB) نامیده اند.

این جنبه از کیهان اولیه، دارای نوسانات کوچکی از چگالی مواد در حال انبساط بود که در حقیقت این ماده، هیدروژن خنثی بود. در آن زمان هیچ ستاره و کهکشانی در میان نبود ولی بالاخره این منطقه های با چگالی بالاتر، تحت گرانش به هم متصل شدند و همین باعث شد تا ماده خنثی نیز شروع به جمع شدن کند. همین منجر به فروپاشی بیشتر منطقه ها پرتراکم و نهایتا تولد اولین ستاره ها شد. آنها مواد اطراف را گرم کردند و همین سوراخ هایی را نواحی خنثی ایجاد می کرد و به نور اجازه سفر کردن می داد. اساسا آن حفره ها (یا حباب ها) در گاز خنثی این امکان را برای پرتوهای یونیزه شده فراهم می کردند تا در فواصل دورتری در فضا حرکت کنند. این شروع دوره باز یونیده شدن بود و یک میلیارد سال بعد از بیگ بنگ، جهان به طور کامل یونیزه شد.

توضیح ابرسیاهچاله های سنگین اولیه

نکته جالب توجه اینجاست که کهکشان های ابتدایی ای که از طریق جیمزوب یافت شده، همراه با اختروش هایشان، دقیقا در سر جاهای خود بودند و سیاهچاله های بسیار پرجرمی در هسته مرکزی شان وجود داشت. حالا این سوال کلیدی باقی می ماند که چطور آنها به این سرعت بزرگ شدند؟ وجود آنها ممکن است ستاره شناسان را به سرنخ هایی درباره چگالی بیش از حد در کیهان نوزاد برساند. در ابتدا، دانه سیاهچاله برای شکل گیری به یک منطقه بیش از حد متراکم پر از کهکشان نیاز دارد.

تا حالا و به لطف مشاهداتی که تا قبل از اکتشافات تلسکوپ جیمز وب انجام شده بود، تنها چند کهکشان فوق متراکم در اطراف اولین سیاهچاله های بزرگ و سنگین کشف شده بودند. ستاره شناسان به این نیاز دارند تا مشاهدات بیشتری را در آن دوره انجام دهند تا دلایل بسکمک از مسائل را دریابند. برنامه ASPIRE نیز به آنها کمک خواهد کرد تا پاسخ سوالاتی درباره بازخوردها بین شکل گیری کهکشان ها و ایجاد سیاهچاله ها در دوران ابتدایی جهان را دریافت کنند. مسیری طولانی پیش روست. در عین حال ستاره شناسان باید رشته های بیشتری از ساختارهای مقیاس بزرگ شبکه رشته های کیهانی در هنگام شکل گیری شان دیده و بررسی کنند.

منبع: universetoday

227227