انفجار بزرگ

[Ehsan]

آغاز ِ کیهان ِ مادی همواره سوال بسیاری از دانشمندان در تمام ِ دوران بوده است.

شواهد بسیار محکم و غیر قابل انکاری وجود دارند که بیان می کنند جهان ِ ما گذشته ای بسیار فشرده و داغ داشته و بعد از این گذشته ی ِ داغ، با رویدادی شبیه به یک انفجار، محتویات جهان بیرون جهیده و جهان ِ بزرگ و منبسط شونده ی ِ امروزی را پدید آورده است.

نظریه ای که این انفجار را توصیف می کند و جزئیات ِ تحول ِ کیهان از آن روزهای ِ داغ تا کنون را شرح می دهد نظریه ی ِ انفجار بزرگ می نامند. نفس ِ این انفجار و گذشته ی ِ داغ تقریبا برای ِ همه پذیرفته شده است و آنچه در آن اختلاف وجود دارد جزئیات ِ این نظریه و نحوه ی ِ بیان ِ فیزیکی ِ این رویداد است.



هدف از ایجاد این تاپیک، بررسی ِ این پدیده ی ِ اسرار آمیز و اتفاقات مربوط به آن است



اما ابتدا با سوالی تاپیک را آغاز می کنیم، لطفا به پست بعد و بعد تر توجه کنید!
ـــــــــــــــ

و طبق معمول از زدن ِ پستهای ِ کپی پیست شده و طولانی به شدت خودداری کنید! لطفا

[Uranus.sun]

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، اخترشناسان با استفاده از داده‌های جیمز وب، مقدار شگفت انگیزی از فلز را در یک کهکشان جوان کشف کردند که تنها ۳۵۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ شکل گرفته است.

اما این کشف چگونه با درک ما از جهان مطابقت پیدا می‌کند؟

منشاء پیدایش اولین فلزات کیهان یک سوال اساسی در اخترفیزیک است. اندکی پس از بیگ بنگ، جهان تقریباً به طور کامل از هیدروژن که ساده‌ترین عنصر جهان است، تشکیل شده بود. همچنین مقدار کمی هلیوم، مقدار کمتری لیتیوم و احتمالاً مقدار بی‌نهایت اندکی بریلیم وجود داشته است. بنابراین وقتی به جدول تناوبی عناصر نگاه می‌کنید، آنها چهار عنصر اول هستند.

گفتنی است که در نجوم به تمام عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم «فلز» گفته می‌شود. فلزات تنها در ستاره‌ها تولید می‌شوند، نه در هیچ جای دیگر. البته به جز مقدار ناچیزی که توسط خود بیگ بنگ تولید شده است. ردیابی شکل‌گیری فلزات کیهان از بیگ بنگ تاکنون، یکی از جستجوهای اساسی اخترفیزیک است.

فلزی بودن یا فلزینگی، یک مفهوم اساسی در مطالعه و شناخت ما از جهان است. بدون فلزات، سیارات سنگی نمی‌توانند تشکیل شوند. زندگی هم نمی‌تواند بروز یابد. در طول نسل‌های متوالی ستارگان، فلزی بودن کیهان افزایش یافته است. بنابراین یک مسیر زیربنایی وجود دارد که از اولین فلزات سرچشمه می‌گیرد و مستقیماً به ما منتهی می‌شود.

مطالعه کهکشان‌های باستانی یکی از جستجوهای اولیه تلسکوپ جیمز وب است. برنامه «بررسی پیشرفته عمیق فراکهکشانی جیمز وب»(JADES) منطقه‌ای از آسمان را به دنبال کهکشان‌های کم‌نور و اولیه بررسی می‌کند. جیمز وب با نگاهی به کهکشان‌های اولیه کیهان به دنبال ردی از فلزات باستانی است.

اکنون گروهی از پژوهشگران که روی رصدهای برنامه JADES کار می‌کنند، یک کهکشان را پیدا کردند که تنها ۳۵۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ تشکیل شده است. در این کهکشان کربن وجود دارد و همچنین اکسیژن، نئون و همۀ فلزات.

Webb Deep Field

یافته‌های آنها در مقاله جدیدی که نویسنده اصلی آن “فرانچسکو دی‌یوجنیو” اخترفیزیکدان موسسه کیهان‌شناسی کاولی در کمبریج است، منتشر شده است.

اولین ستاره‌هایی که در کیهان شکل گرفتند، ستارگان «جمعیت III» نامیده می‌شوند. آنها کهن‌ترین ستارگان هستند و پرجرم، درخشان و داغ بوده‌اند و تقریباً هیچ فلزی نداشتند. مقدار ناچیزی از فلزاتی که آنها در اختیار داشتند از اولین ابرنواختر در میان تعدادی از آنها موجود بود.

بسیاری از دانش ما در مورد ستارگان «جمعیت III» نظری است، زیرا مشاهده این ستاره‌های باستانی در کهکشان‌های باستانی بسیار دشوار است. اما جیمز وب قادر به انجام این کار است. این تلسکوپ نمی‌تواند ستارگان را به صورت جداگانه ببیند، اما ابزار قدرتمند طیف‌نگار فروسرخ نزدیک(NIRSpec) آن می‌تواند عناصر مختلف کهکشان را با نشانه‌های نوری آنها تشخیص دهد.

این پژوهش جدید بر اساس یک کهکشان در نزدیک طلوع کیهانی، یک دوره حساس در تاریخ کیهان انجام شده است. هنگامی که پژوهشگران مشاهدات جیمز وب را مطالعه کردند، مقدار غیرمنتظره‌ای کربن را در این کهکشان کشف کردند.

پژوهشگران توضیح دادند: «این دورترین تشخیص انتقال فلز و دورترین تشخیص انتقال به سرخ از طریق خطوط انتشار است. این همچنین دورترین شواهد غنی‌سازی شیمیایی است که تا به امروز کشف شده است. این تشخیص مستقیماً با درک ما از ستارگان «جمعیت III» بدون فلز مرتبط می‌شود.»

اگر جیمز وب وجود ستاره‌های بکر و بدون فلز «جمعیت III» را تشخیص داده باشد، این خبر بزرگی است. این توانایی دیگری از این تلسکوپ قدرتمند را نشان می‌دهد که بهترین توضیحات ما را در مورد کیهانی که در اطراف خود می‌بینیم، تغییر می‌دهد.

compressed img PlxEetegziAGvRtUdcQPy

البته این کشف جدید جیمز وب چندان تکان دهنده نیست، چرا که وجود ستاره‌های «جمعیت III» نظری بوده است و با توجه به هر چیز دیگری که در مورد کیهان می‌دانیم، وجود آنها منطقی بود. اما وجود ستاره‌های «جمعیت III» تاکنون هرگز قطعیت نداشت و جیمز وب توانست صحت وجود آنها را اثبات کند.

هنگامی که چیزی شبیه به این کشف می‌شود، دانشمندان تلاش می‌کنند تا هر توضیح ممکن دیگری را برای آنچه می‌بینند، در نظر بگیرند. آیا آنها واقعاً کربن را در ستارگان این کهکشان دوردست و باستانی می‌بینند؟ یا ممکن است چیز دیگری پشت این انتشارات باشد؟

این کهکشان باستانی چیزی بیش از ستارگان در خود دارد. چرا که خانه یک سیاهچاله کلان جرم یا ابرسیاهچاله نیز هست. هنگامی که یک ابرسیاهچاله از ماده تغذیه می‌کند، می‌تواند به صورت یک هسته فعال کهکشانی(AGN) درخشان شعله‌ور شود و این سیگنال نوری می‌تواند همان چیزی باشد که جیمز وب دیده است.

پژوهشگرن توضیح دادند: علاوه بر این، یک ابرسیاه‌چاله برافزایشی در این کهکشان شناسایی شده که نشان می‌دهد این فراوانی شیمیایی عجیب ممکن است در درجه اول با منطقه هسته‌ای آن مرتبط باشد.

blackhole artwork mweiss

منبع بالقوه دیگری از کربن در این کهکشان وجود دارد. آنها «ستاره‌های شاخه مجانبی غول‌ستاره»(AGB) – هستند. ستاره‌های AGB ستاره‌های انفجاری بزرگی مانند اجداد ابرنواختر نیستند، اما ستاره‌های بزرگی هستند که دنباله اصلی را ترک کرده‌اند. در مقایسه با ابرنواخترها، ستارگان AGB فلزات را به آرامی تولید می‌کنند.

اما زمان زیادی طول می‌کشد تا یک ستاره به یک ستاره AGB تبدیل شود. زمانی که کیهان تنها ۳۵۰ میلیون سال سن داشت، هیچ ستاره‌ای آنقدر عمر نکرده بود که به AGB تبدیل شود. نویسندگان می‌گویند: «ستارگان AGB نمی‌توانند در غنی‌سازی کربن در این دوره‌های اولیه کمک کنند.»

در نهایت، پژوهشگران کشف کربن را گزارش می‌کنند، اما نمی‌توانند دقیقاً به ما بگویند که این کربن از کجا آمده است. آنها می‌گویند که این کربن‌ها ممکن است میراث نسل اول ابرنواخترها از اجداد جمعیت III باشند.

جیمز وب برای دیدن این کهکشان اولیه از تمام توانایی خود استفاده کرده است. پژوهشگران توضیح می‌دهند: این تشخیص دورترین انتقال فلز که چنین اطلاعات گرانبهایی را در مورد مراحل اولیه غنی‌سازی شیمیایی ارائه کرده است، مستلزم قرار گرفتن در معرض رصد بسیار طولانی است و ۶۵ ساعت از زمان جیمز وب برای جمع‌آوری این داده‌ها به دلیل کم‌نوری شدید این کهکشان طول کشید.

حتی با وجود صرف آن همه زمان برای رصد، پژوهشگران فقط می‌توانند به توضیحی آزمایشی برای این فلزینگی که شاهد آن هستند، برسند. استفاده از ۶۵ ساعت از زمان جیمز وب برای مطالعه طیف‌سنجی کهکشان چندان کاربردی نیست، اما این کاری است که جیمز وب برای این نوع طیف‌سنجی دقیق باید انجام دهد. این البته ممکن است در آینده تغییر کند.

پژوهشگران می‌گویند: با این حال، در آینده، بررسی‌های مناطق بزرگ و همگرایی گرانشی ممکن است به شناسایی کهکشان‌های با جابه‌جایی بالا به سرخ کمک کند که برای پیگیری طیف‌سنجی عمیق با نوردهی‌های کوتاه‌تر به اندازه کافی روشن هستند. اگر این اتفاق بیفتد، اخترفیزیکدانان حجم نمونه بزرگتری خواهند داشت و با در دست داشتن این داده‌های ارزشمند، شاید آنها بتوانند به توضیح محکم‌تری برای این یافته شگفت‌انگیز برسند.

منبع : سایت علمی بیگ بنگ