15 فروردین 1404 ساعت 17:50
دانشمندان ناسا با استفاده از تلسکوپ جیمز وب یک جهان نامرئی را کشف کرده‌اند که طبق نظریه‌های علمی نباید وجود می‌داشت. اما این جهان نامرئی چگونه کشف شده است؟
در اعماق بیکران هستی، اجرام آسمانی بسیار دوردستی وجود دارند که نوری که امروزه از آن‌ها به ما می‌رسد، سفری میلیاردها ساله را پیموده است. با این حال، در این میان، یک نور بسیار باستانی وجود دارد که اکنون بر خلاف تمام انتظارات، چشمان ما قادر به دیدنش شده‌اند.
کشف جهان نامرئی در دل کیهان
تلسکوپ فضایی جیمز وب، در دل پروژه‌ای بلندپروازانه به نام JADES، به پدیده‌ای شگفت‌انگیز برخورد کرده است. ابن تلسکوپ کهکشانی به نام JADES-GS-z13-1 کشف کرده که بنا بر محاسبات، نباید در معرض دید ما قرار می‌گرفت. این کهکشان تنها 330 میلیون سال پس از بیگ بنگ شکل گرفته است که آن دوران هنوز مرحله نوزادی عالم به شمار می‌رفت.
توانایی جیمز وب در شکار GS-z13-1 در وهله اول مدیون دریافت امواج درخشان لیمان-آلفا از آن کهکشان بود. این امواج زمانی متولد می‌شوند که یک فوتون پرانرژی، الکترونی را در اتم هیدروژن خنثی به تحریک درمی‌آورد، پدیده‌ای که به وفور در سراسر کیهان رخ می‌دهد. اما نکته حیرت‌انگیز این است که از نظر علمی، ما نباید قادر به ردیابی تابش‌های لیمان-آلفا از دورانی چنین نزدیک به آغاز کیهان، یعنی تنها 330 میلیون سال پس از مهبانگ، باشیم.
جهان در مراحل اولیه پیدایش خود، در پوششی از هیدروژن خنثی فرو رفته بود و جاذب نور بود. از این رو، در ابتدا مات و غیرشفاف بود و این وضعیت تا حدود یک میلیارد سال پس از پیدایش آن تداوم یافت. تنها در عصر باز-یونیزاسیون بود که تابش ساطع‌شده از ستارگان به میزانی رسید که قادر به گسستن اتم‌ها، جداسازی الکترون‌های آن‌ها و عبور از میان ابرهای هیدروژن گردید. با یونیزه شدن تمامی آن هیدروژن خنثی، جهان شفاف شد. این اولین برهه‌ای است که ما باید قادر به تشخیص تابش‌های لیمان-آلفا باشیم.
با این حال، اگر این رویداد تا حدود یک میلیارد سال پس از بیگ بنگ به وقوع نپیوسته، چگونه ممکن است که دانشمندان بتوانند GS-z13-1 را ببینند که درست در زمانی که نور آن باید پنهان می‌بود، وجود داشت؟
پژوهشگران ناسا و آژانس فضایی اروپا در مطالعه‌ای که اخیراً در نشریه معتبر نیچر به چاپ رسیده، گفته‌اند: «تابش غیرمنتظره‌ی لیمان-آلفا حاکی از آن است که این کهکشان، منبع تولید و انتشار فراوان فوتون‌های یونیزه‌کننده است. این نشان می‌دهد که ستارگان بسیار بزرگ و داغ یا یک هسته فعال کهکشانی (AGN)، ناحیه‌ی یونیزه‌شده‌ی اولیه‌ای را پدید آورده‌اند تا از سرکوب کامل لیمان-آلفا ممانعت به عمل آورند.
این فرضیه مطرح است که نخستین ستارگان کیهان که با عنوان ستارگان جمعیت III یا Pop III شناخته می‌شوند، می‌توانند منشأ نور ساطع شده از GS-z13-1 باشند. تصور بر این است که این دسته از ستارگان به مراتب پرجرم‌تر و درخشان‌تر از ستارگان کنونی بوده‌اند و اگر تأیید شود که تابش‌های لیمان-آلفا از ستارگان Pop III نشأت می‌گیرند، این یک کشف بی‌سابقه تلقی خواهد شد.
با این حال، برخی ابهامات در خصوص این نظریه وجود دارد. به عنوان نمونه، جرم تخمین زده شده برای این کهکشان به میزانی نیست که امکان وجود چنین ستارگانی را توجیه کند. علاوه بر این، برخی دیگر از تابش‌های مورد انتظار از ستارگان Pop III در داده‌های مربوط به GS-z13-1 مشاهده نشده است.
پژوهشگران بر این باورند که احتمال دیگری نیز وجود دارد و آن، وجود یک سیاهچاله کلان‌جرم در هسته فعال کهکشانی یا AGN است. سیاهچاله‌های کلان‌جرم با جذب مقادیر بسیار زیادی از ماده، فوران‌های عظیمی از گاز را به بیرون پرتاب می‌کنند که به اعتقاد دانشمندان، این امر احتمالاً برای یونیزه کردن تنها بخش کوچکی از عالم کافی بوده است.
در حال حاضر، همه ما همچنان در تاریکی هستیم. با این حال، دانشمندان از وجود این منبع نور باستانی که ماهیت و منشأ آن هنوز در هاله‌ای از ابهام قرار دارد، سپاسگزار هستند.
source