دانشمندان دورترین کهکشان را رصد کردند - کولو

هفته گذشته بود که ناسا از کشف دورترین ستاره منفرد از طریق هابل خبر داد و حالا نتایجی که امروز پنج شنبه 7 آوریل (18 فروردین) در نشریه استروفیزیکال ژورنال (Astrophysical Journal) منتشر شده است، دورترین کهکشان رصد شده تا کنون را توضیح می دهد.

جرمی با نام اچ دی1 (HD1) را که یک کهکشان احتمالی است و در فاصله حدود 13.5 میلیارد سال نوری از ما قرار گرفته است. همچنین در مقاله ای که در نشریه ام ان رس (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters) منتشر شده است، دانشمندان بررسی حدس های ممکن برای ماهیت دقیق این کهکشان را آغاز کرده اند.

این تیم دو ایده را مطرح می کند: HD1 ممکن است با سرعت شگفت آوری در حال شکل دادن ستاره ها و احتمالا حتی خانه ستارگان جمعیت 3 ستارگان (Population III) باشد؛ نخستین ستارگان جهان که تا کنون هرگز مشاهده نشده اند. از سوی دیگر HD1 ممکن است دارای یک سیاهچاله بسیار پرجرم با جرمی حدود 100 میلیون برابر خورشید ما باشد.

فابیو پاکوچی (Fabio Pacucci) نویسنده اصلی این مطالعه در ام ان رس گفت: پاسخ به پرسش هایی درباره ماهیت یک منبع در چنین فاصله دوری می تواند چالش برانگیز باشد. مثل حدس زدن ملیت یک کشتی از روی پرچمی است که برافراشته است، در حالی که در یک ساحل دوردست و در میان تندباد و مه غلیظ قرار گرفته است. شاید بتوان برخی رنگ ها و شکل های پرچم را دید اما به طور کامل ممکن نیست. بنابراین، این در نهایت یک بازی طولانی تحلیل و حذف سناریوهای غیرقابل قبول است.

HD1 در نور فرابنفش بسیار درخشان است. برای توضیح این موضوع پاکوچی گفت: برخی فرآیندهای پرانرژی در آنجا روی می دهد یا بهتر است بگوییم میلیاردها سال پیش روی داده اند.

پژوهشگران در ابتدا تصور کردند که HD1 یک کهکشان ستاره بار (Starburst) استاندارد است، یعنی کهکشانی که با سرعت بالایی ستاره ها را ایجاد می کند. اما پس از محاسبه تعداد ساتره هایی که HD1 تولید می کرد، آن ها به نرخ باورنکردنی دست یافتند و تخمین زدند که HD1 هر سال بیش از 100 ستاره تشکیل می داد. این دست کم 10 برابر بیشتر از چیزی است که برای این کهکشان ها انتظار می رود.

بدین ترتیب این تیم پژوهشی تردید کرد که ممکن است HD1 ستاره های عادی را تشکیل ندهد. پاکوچی گفت: نخستین جمعیت ستارگانی که در کیهان شکل گرفتند، پرجرم تر، درخشان تر و داغ تر از ستارگان امروزی بودند. اگر فرض کنیم ستارگان تولید شده در HD1 نخستین ستارگان یا جمعیت 3 باشند، می توان ویژگی های آن را آسان تر توضیح داد. در واقع ستارگان جمعیت 3 قادر به تولید نور فرابنفش بیشتری نسبت به ستارگان عادی هستند که می تواند درخشندگی فرابنفش زیاد HD1 را توضیح دهد.

با این وجود یک سیاهچاله کلان جرم هم می تواند درخشندگی بسیار زیاد HD1 را توضیح دهد. همان طور که مقدار زیادی گاز را می بلعد، فوتون های انرژی بالا ممکن است از ناحیه اطراف سیاهچاله ساطع شوند. اگر چنین باشد، این سیاهچاله با فاصله بسیار زیاد، نخستین سیاهچاله کلان جرم شناخته شده برای بشر است که در مقایسه با رکورددار کنونی، در زمان بسیار نزدیک تر به مه بانگ (انفجار بزرگ) مشاهده شده است.

اوی لوب (Avi Loeb) ستاره شناس مرکز اخترفیزیکی هاروارد و یکی از نویسندگان مطالعه ام ان رس گفت: اچ دی1 نشان دهنده یک نوزاد غول پیکر در اتاق زایمان کیهان اولیه است. این رکورد بالاترین سرخ گرایی اختروش ها را تقریبا دو برابر می کند که یک شاهکار قابل توجه است.

HD1 پس از بیش از 1200 ساعت رصد با تلسکوپ سوبارو، تلسکوپ ویستا، تلسکوپ فروسرخ بریتانیا و تلسکوپ فضایی اسپیتزر کشف شد. یویچی هاریکان (Yuichi Harikane) ستاره شناس دانشگاه توکیو که این کهکشان را کشف کرده است، گفت: پیدا کردن HD1 از میان بیش از 700 هزار جرم، کار بسیار دشواری بود. رنگ قرمز HD1 به طرز شگفت آوری با ویژگی های مورد انتظار یک کهکشان در فاصله 13.5 میلیارد سال نوری از ما تطابق داشت و وقتی آن را پیدا کردم، کمی دگرگون شدم.

این تیم سپس رصدهای بعدی را با استفاده از آرایه میلی متری/زیرمیلی متری آتاکاما (ALMA) انجام داد تا فاصله ای را که 100 میلیون سال نوری دورتر از GN-z11، رکورددار کنونی دورترین کهکشان است را تأیید کند. به زودی این تیم تحقیقاتی با استفاده از تلسکوپ فضای جیمز وب بار دیگر HD1 را رصد خواهد کرد تا فاصله آن از زمین را تأیید کنند. اگر محاسبات فعلی درست باشد، HD1 دورترین و قدیمی ترین کهکشانی خواهد بود که تا کنون کشف شده است.

مشاهدات یکسان به تیم امکان می دهد تا هویت ِHD1 را دقیق تر شناسایی و صحت یکی از نظریه های خود را تأیید کند. لوب خاطرنشان کرد: چند صد میلیون سال پس از مه بانگ (Big Bang) باید یک سیاهچاله در HD1 با سرعتی بی سابقه از جرمی بزرگ رشد کرده باشد. بار دیگر به نظر می رسد که طبیعت فراتر از تصور ماست!

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک کهکشان

Credit: Pikrepo

منبع: Phys.Org