کهکشان‌های-بزرگ-کیهان-اولیه

کشف کهکشان‌های فوق‌العاده بزرگ در کیهان اولیه

یک تیم بین‌المللی به رهبری دانشگاه ژنو (UNIGE) سه کهکشان فوق‌العاده بزرگ را شناسایی کرده‌است که تقریباً به اندازه کهکشان راه شیری جرم دارند و در طی یک میلیارد سال اول پس از بیگ بنگ شکل گرفته‌اند. این کشف شگفت‌انگیز به لطف برنامه FRESCO تلسکوپ فضایی جیمز وب امکان‌پذیر شده است. این تلسکوپ از طیف‌سنج NIRCam/grism برای اندازه‌گیری فاصله‌ها و جرم ستاره‌ای کهکشان‌ها استفاده می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که تشکیل ستاره‌ها در کیهان اولیه بسیار کارآمدتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، بوده است و این موضوع مدل‌های موجود در مورد تشکیل کهکشان‌ها را به چالش می‌کشد. این مطالعه در نشریه Nature منتشر شده است.

مدل‌های نظری و چالش‌های جدید

در مدل نظری که مورد حمایت دانشمندان است، کهکشان‌ها به تدریج درون هاله‌های بزرگ ماده تاریک شکل می‌گیرند. هاله‌های ماده تاریک گاز (اتم‌ها و مولکول‌ها) را به ساختارهای گرانشی متصل جذب می‌کنند. معمولاً تنها حدود ۲۰ درصد از این گاز به ستاره‌ها در کهکشان‌ها تبدیل می‌شود. اما یافته‌های جدید تیم بین‌المللی به رهبری UNIGE و تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) این دیدگاه را به چالش می‌کشد. آن‌ها نشان می‌دهند که کهکشان‌های بزرگ در کیهان اولیه ممکن است در تشکیل ستاره‌ها بسیار کارآمدتر از همتایان بعدی خود بوده و با سرعت بیشتری رشد کرده باشند.

تصویری از یک کهکشان دور با دستان چرخان و ستاره‌های درخشان، در حال کشف کهکشان‌ها با تلسکوپ فضایی جیمز وب.
کهکشان‌های دور در کیهان اولیه که با تلسکوپ فضایی جیمز وب بررسی می‌شوند.

کشف “هیولاهای قرمز”

توانایی‌های بی‌نظیر JWST به ستاره‌شناسان این امکان را داده است که به‌طور سیستماتیک کهکشان‌ها را در کیهان بسیار دور و اولیه مطالعه کنند و بینش‌هایی درباره کهکشان‌های بزرگ و پوشیده از گرد و غبار به دست آورند. با تحلیل کهکشان‌ها در نظرسنجی FRESCO، دانشمندان متوجه شدند که بیشتر منابع با مدل‌های موجود مطابقت دارند. با این حال، آن‌ها همچنین سه کهکشان فوق‌العاده بزرگ را شناسایی کردند که جرم ستاره‌ای آن‌ها با کهکشان راه شیری امروز قابل مقایسه است. این کهکشان‌ها تقریباً دو برابر کارآمدتر از همتایان کم‌جرم‌تر و کهکشان‌های در زمان‌های بعدی در حال تشکیل ستاره هستند. به دلیل محتوای بالای گرد و غبار که ظاهر قرمز متمایزی به آن‌ها می‌دهد، این کهکشان‌ها به نام “هیولاهای قرمز” شناخته می‌شوند.

دکتر … می‌گوید: “یافته‌های ما در حال تغییر درک ما از تشکیل کهکشان‌ها در کیهان اولیه است.”

📢 اگر عاشق علم هستید و نمی‌خواهید هیچ مقاله‌ای را از دست بدهید…

به کانال تلگرام ما بپیوندید! تمامی مقالات جدید روزانه در آنجا منتشر می‌شوند.

📲 عضویت در کانال تلگرام
پاپ‌آپ اطلاعیه با اسکرول

تحقیقات جدید درباره کهکشان‌های عظیم

منگ‌یوآن شیاو، نویسنده اصلی این مطالعه و پژوهشگر پسادکتری در دپارتمان نجوم دانشگاه UNIGE، می‌گوید: «ویژگی‌های عظیم این ‘هیولاهای قرمز’ پیش از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به سختی قابل تعیین بود، زیرا به دلیل جذب نور توسط گرد و غبار، به‌طور اپتیکی نامرئی هستند.» دکتر دیوید الباز، مدیر تحقیقات در CEA پاریس-ساکلای، این نکته را بیان می‌کند.

تصویری از هاله‌های ماده تاریک که گاز و گرد و غبار را به کهکشان‌ها جذب می‌کند، در یک محیط کیهانی تاریک.
هاله‌های ماده تاریک که به تشکیل کهکشان‌ها کمک می‌کنند و گازها را جذب می‌کنند.

یک نقطه عطف در مشاهدات کهکشان‌ها

این تیم بین‌المللی برنامه جدیدی را با JWST توسعه داده است تا به‌طور سیستماتیک یک نمونه کامل از کهکشان‌های خط-emission را در طی یک میلیارد سال اول تاریخ کیهانی تحلیل کند. این رویکرد به تیم این امکان را داد که برآوردهای دقیقی از فاصله‌ها و اندازه‌گیری‌های قابل اعتماد از جرم ستاره‌ای برای کل نمونه کهکشان‌ها به‌دست آورند.

پاسکال اوش، استاد همکار در دپارتمان نجوم دانشگاه UNIGE و محقق اصلی این برنامه مشاهداتی، توضیح می‌دهد: «یافته‌های ما قدرت شگفت‌انگیز طیف‌سنجی NIRCam/grism را نشان می‌دهد. این ابزار در تلسکوپ فضایی به ما این امکان را می‌دهد که رشد کهکشان‌ها را در طول زمان شناسایی و مطالعه کنیم و تصویری واضح‌تر از چگونگی انباشت جرم ستاره‌ای در طول تاریخ کیهانی به‌دست آوریم.»

یک تصویر هنری از کهکشان‌های فوق‌العاده بزرگ به نام 'هیولاهای قرمز' با رنگ قرمز و گازهای گرد و غبار در حال شکل‌گیری.
کهکشان‌های ‘هیولاهای قرمز’، نمونه‌های عظیم در حال تشکیل ستاره که به تازگی شناسایی شده‌اند.

کهکشان‌های “بسیار زیاد و بسیار عظیم” در جهان اولیه

در حالی که این یافته‌ها با مدل استاندارد کیهان‌شناسی تضادی ندارند، سوالات جدیدی را برای نظریه‌های تشکیل کهکشان‌ها مطرح می‌کنند، به‌ویژه مسئله “بسیار زیاد و بسیار عظیم” کهکشان‌ها در جهان اولیه. مدل‌های کنونی ممکن است نیاز داشته باشند تا فرآیندهای منحصر به فردی را در نظر بگیرند که به برخی از کهکشان‌های اولیه عظیم اجازه داد تا چنین تشکیل ستاره‌ای کارآمدی داشته باشند و بنابراین به سرعت بسیار بالا و در اوایل جهان شکل بگیرند.

مشاهدات آینده با JWST و آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA) بینش‌های بیشتری درباره این “هیولاهای قرمز” فوق‌العاده عظیم ارائه خواهند داد و نمونه‌های بزرگ‌تری از چنین منابعی را آشکار خواهند کرد. دکتر منگ‌یوآن شیاو نتیجه‌گیری می‌کند: «این نتایج نشان می‌دهند که کهکشان‌ها در جهان اولیه می‌توانند با کارایی غیرمنتظره‌ای ستاره تشکیل دهند. با مطالعه عمیق‌تر این کهکشان‌ها، آنها بینش‌های جدیدی درباره شرایطی که دوران‌های اولیه جهان را شکل دادند، ارائه خواهند داد. ‘هیولاهای قرمز’ تنها آغاز یک عصر جدید در کاوش ما از جهان اولیه هستند.»

مقاله های شبیه به این مقاله

بیشتر بخوانید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *