تلسکوپ جیمز وب قانون‌شکنی‌ کهکشان‌های اولیه را رصد کرد

تلسکوپ فضایی جیمز وب کهکشان‌های اولیه را رصد کرده است که از «کتاب قوانین کیهانی» تشکیل ستاره سرپیچی می‌کنند.

کد خبر: ۶۵۸۳۹۶

تاریخ: ۰۵ مهر ۱۴۰۲ - ۰۸:۴۱

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اسپیس، تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) کشف کرده است که کهکشان‌های جهان اولیه قانون‌شکنان کیهانی بودند. این کشف چگونگی تکامل کهکشان‌های اولیه و فرآیندهای اساسی که جهان را به شکلی که امروز می‌بینیم ایجاد کرده نشان می‌دهد.

برای کشف حقیقت در مورد این قانون‌شکنی‌های کیهانی، گروهی از ستاره‌شناسان از جیمز وب برای تماشای ۱۲ میلیارد سال قبل و مشاهده کهکشان‌ها و همچنین قوانینی که در طول تاریخ کیهانی از آنها پیروی می‌کردند، استفاده کردند. محققان دریافتند که مجموعه‌ای از قوانین به طور پیوسته حاکم است و میزان تولد ستاره‌ها را به توده‌های کهکشانی و ترکیبات شیمیایی مرتبط می‌کند. اما این قواعد فقط تا این حد به عقب بازمی‌گردند و کهکشان‌های اولیه از آنها سرپیچی می‌کردند.

کلودیا لاگوس(Claudia Lagos)، دانشیار دانشگاه استرالیای غربی، در بیانیه‌ای گفت: اینگونه به نظر می‌رسید که کهکشان‌ها یک کتاب قانون داشتند که از آن پیروی می‌کردند اما به طرز شگفت‌انگیزی، این کتاب قوانین کیهانی در دوران کودکی جهان بازنویسی شده است. شگفت‌انگیزترین کشف این بود که کهکشان‌های باستانی عناصر سنگین بسیار کمتری نسبت به آنچه که ما براساس کهکشان‌هایی که بعدا شکل گرفته‌اند، پیش‌بینی ‌کردیم،  تولید می‌کردند.

این تضاد پیش از این مشاهده نشده بود زیرا ابزارهای مورد استفاده قبل از جیمز وب به اندازه کافی قدرتمند نبودند که ترکیب شیمیایی کهکشان‌ها را در حدود ۱۱ میلیارد سال پیش رصد کنند. با این حال، جیمز وب به این گروه اجازه داد تا به چند صد میلیون سال پس از مه‌بانگ  که نشان دهنده گسستگی در رابطه بین تشکیل ستاره، جرم و شیمی ساختاری آن‌ها بود، نگاه کنند.

چه زمانی همه چیز در کیهان سنگین شد؟

هنگامی که جهان برای اولین بار شروع به تشکیل اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها کرد، جهان پر از هیدروژن و هلیوم شد. ‌دو عنصر سبک‌ که اولی تا حد زیادی غالب‌ترین عنصر بود.

فقط تعداد کمی از عناصر سنگین‌تر که اخترشناسان آنها را «فلزات» می‌نامند، در آن زمان وجود داشت تا اینکه اولین نسل از ستارگان آن عناصر را در قلب خود ایجاد کردند و سپس در پایان عمرشان از طریق انفجارهای عظیم ابرنواختری، آنها را در سراسر جهان پراکنده کردند.

این ماده‌ها در نهایت در نسل بعدی ستارگان گنجانده شدند یعنی ستارگان و کهکشان‌های نسل بعدی دارای غلظت بالاتری از این دست فلزات بودند که با معیاری به نام «فلزیت» بررسی می‌شود.

این فرآیند غنی‌سازی فلز در طول ۱۳.۸ میلیارد سال تاریخ کیهانی ادامه داشته است، به این معنی که انتظار می‌رود کهکشان‌های اولیه نسبت به همتایان مدرن خود دارای فلزات کمتری بوده باشند.

اما حتی با در نظر گرفتن این موضوع، محققان دریافتند که فلز کهکشان‌های اولیه کمتر از حد انتظار است. خیلی کمتر از آن چیزی که پیش از این تصور می‌شد.

لاگوس ادامه داد: فراوانی شیمیایی آنها تقریبا چهار برابر کمتر از حد پیش‌بینی‌شده بود که بر اساس رابطه فلز بنیادی که در کهکشان‌های بعدی مشاهده شد، ارزیابی شد.

محققان می‌گویند که علت این تضاد ممکن است این باشد که کهکشان‌ها تنها چند صد میلیون سال پس از مه‌بانگ همچنان می‌توانستند ارتباط نزدیکی با محیط بین کهکشانی یعنی گاز داغ و غباری که بین کهکشان‌ها وجود دارد، داشته باشند.

لاگوس در پایان می‌گوید: کهکشان‌های اولیه به طور مداوم گازهای جدید و بکر را از محیط اطراف خود دریافت می‌کردند، با هجوم گاز، عناصر سنگین درون کهکشان‌ها رقیق‌تر می‌شد و این تراکم این فلزات را کاهش می‌داد.

به این ترتیب، یافته‌های این تیم می‌تواند مدل‌های کنونی تکامل کهکشانی و مکانیسمی را که توسعه اولین کهکشان‌ها را تسهیل می‌کند، به چالش بکشد.

این تحقیق در روز ۲۱ سپتامبر در مجله نیچر منتشر شد.