کشف دورترین ستاره مجرد کیهان! - پی سی باران

به گزارش خبرنگاران، اخترشناسان می گویند از آنجایی که نور Earendel برای رسیدن به ما مسافت بسیار دوری را طی نموده، تشخیص خواص آن سخت است، اما مشاهدات بعدی به وسیله تلسکوپ فضایی جیمز وب می تواند در این خصوص راه گشا باشد. به عبارت دیگر، تشخیص خواص جرم های کیهانی اولین میلیارد سال تاریخ کیهان پس از انفجار بزرگ که در 13.8 میلیارد سال پیش رخ داد و به عنوان طلوع کیهانی نیز شناخته می گردد، بسیار سخت است. در واقع این مکان-زمان که اولین ستاره ها و کهکشان ها در آن به دنیا آمدند، نه تنها خیلی تاریک است، بلکه بسیار دور هم هست. حتی یافتن درخشان ترین اجرام کیهانی، یعنی اختروش ها نیز در این موقعیت بسیار سخت است.

با این همه یک ویژگی جاذبه وجود دارد که می تواند چیز های کوچک و دوردستی را به ما نشان دهد که در غیر این صورت ممکن است خارج از دسترس ما باشند. این ویژگی عدسی گرانشی نام دارد که با انحنای گرانشی فضا-زمان در اطراف اجرام بزرگ مانند کهکشان ها و خوشه های کهکشانی ارتباط دارد. اگر یک جسم بزرگ دقیقاً در مکان مناسب بین ما و یک جسم دورتر باشد، نور از آن جسم دور در امتداد انحنای فضا-زمان گرانشی حرکت می نماید. این اثر یک ذره بینابینی کاملاً بزرگ دارد؛ نور جسم دور ممکن است لکه دار و منحرف گردد، اما بعلاوه بزرگ شده و اغلب تکرار می گردد. بر همین اساس ستاره شناسان می توانند نور را مهندسی معکوس نمایند تا بفهمند که جسم بزرگ شده چیست. ستاره شناسان می گویند در فاصله طلوع کیهانی، این لکه ها معمولاً کهکشان هستند.

کهکشان ارندل، که نام واقعی آن WHL0137-LS است، برای اولین بار به وسیله تلسکوپ فضایی هابل به عنوان یک لکه که به وسیله یک خوشه کهکشانی بزرگ بزرگ شده است، رصد شد. تیمی به رهبری اخترفیزیکدان برایان ولش از دانشگاه جانز هاپکینز در آنجا و در داخل کهکشان یک جسم درخشان را یافتند که درست بالای منحنی حساس عدسی قرار داشت. هنگامی که اجرام منفرد درخشان را در کهکشان های دیگر می بینیم، آن ها تمایل دارند چیزی بسیار درخشان تر از یک ستاره معمولی باشند. اما هر چیزی که بسیار درخشان تر از یک ستاره معمولی باشد، زودگذر است، مانند یک نواختر، یا یک رویداد مختل شدن جزر و مد در اطراف یک سیاهچاله.

با این همه، در طول 3.5 سال مشاهدات، روشنایی ارندل تغییر نکرد. این موضوع به همراه موقعیت مکانی آن، نشان می دهد که شی گذرا نیست، بلکه یک ستاره درخشان در مکان مناسب و در زمان مناسب است. ما می دانیم که این ستاره بسیار دور است، زیرا نور آن کاملاً کشیده شده. به عبارت دیگر، انبساط کیهان باعث می گردد که امواج نور ضعیف شوند، خاصیتی که به عنوان redshifting شناخته می گردد. ستاره شناسان نیز فاصله اجرام اولیه کیهان را بر اساس همین redshifting تخمین می زنند.

تجزیه و تحلیل اشعه ماوراء بنفش از Earendel نشان داد که جرم این ستاره حدود 50 برابر خورشید است. اما به سختی می توان از داده های موجود جزئیات بیشتری را به دست آورد. به عنوان مثال، طبقه بندی طیفی ستاره را نمی دانیم که می تواند در شناخت بهتر آن مفید باشد. ما می دانیم که ستاره های بسیار باستانی می توانند تا میلیارد ها سال زنده بمانند، اما ستارگان پرجرم تر تمایل دارند در سن جوان تری بمیرند، بنابراین دانستن اینکه Earendel چه نوع ستاره ای است می تواند تکامل اولیه کیهان را به طور جزئی روشن کند.

ما حتی نمی دانیم که این یک ستاره تنها است یا یک دوتایی با جرم ترکیبی حدود 50 جرم خورشید. با این حال، در خصوص دوم، دوتایی های پرجرم شناخته شده معمولاً از یک ستاره بسیار پرجرم تر تشکیل می شوند که بیشتر نور سیستم را ساطع می نماید، و تیم انتظار دارد که در خصوص Earendel نیز چنین باشد. به هر حال، این اولین ستاره ای که تا به حال دیده شده است می تواند چیز های جالبی در خصوص تاریخ ابتدایی کیهان به ما بگوید. به عنوان مثال، ما نتوانسته ایم فرآیند هایی را که منجر به جریان آزادانه نور در سراسر کیهان می گردد و به reionization معروف است، مشاهده کنیم. ستاره شناسان بر این باورند که ستارگان و کهکشان ها در پشت آن قرار داشته اند، اما هیچ رصد مستقیمی از چگونگی آشکار شدن آن ندارند.

ما تا به امروز چندین کهکشان را که مربوط به دوره طلوع کیهانی است، دیده ایم، اما محدود کردن درک ما به انواع ستارگان منفرد که در آن موقع وجود داشتند، واقعاً بسیار جالب خواهد بود. برنامه ریزی برای انجام مشاهدات تازه به وسیله تلسکوپ فضایی جیمز وب و انجام مشاهدات طیف سنجی از Earendel تأیید شده است، که ولش و همکارانش امیدوارند اطلاعات بیشتری در خصوص این ستاره، از جمله سن، طبقه بندی، جرم دقیق تر، و اینکه آیا یک سیستم دوتایی است یا نه، نشان دهد. نتایج این تحقیق جالب توجه در نشریه معتبر نیچر به چاپ رسیده است.

منبع: sciencealert

ترجمه: مصطفی جرفی-خبرنگاران