رصد قدیمیترین ابرنواختر جهان؛ دستاورد تاریخی تلسکوپ فضایی جیمز وب
به گزارش تیکاگو به نقل ازگجت نیوز
ارسال شده توسط: پوریا هاشم پور 19 آذر 1404 ساعت 21:39
اخترشناسان با استناد به دادههای تلسکوپ جیمز وب، رد قدیمیترین ابرنواختر جهان را یافتهاند که قدمتی بیش از 13 میلیارد سال دارد.
اخترشناسان و دانشمندان حوزه نجوم با تحلیل دقیق دادههای تازه از تلسکوپ فضایی جیمز وب توانستهاند رد قدیمیترین ابرنواختر جهان را شناسایی کنند؛ انفجاری کیهانی که به گفته پژوهشگران حدود ۱۳ میلیارد سال پیش رخ داده و این درست زمانی است که جهان تنها ۷۳۰ میلیون سال از عمر خود را پشت سر گذاشته بود. این نور کهن پس از سفری چند میلیارد ساله در تاریکی فضا، سرانجام به رصد جیمز وب رسید و نشانهای روشن از نخستین چرخه مرگ و تولد ستارگان در کیهان اولیه را آشکار ساخت.
فهرست مطالب
رازهای کیهان اولیه در پرتو قدیمیترین ابرنواختر جهان
نور یکی از کهنترین رویدادهای انفجاری عالم یعنی قدیمیترین ابرنواختر جهان، بهتازگی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب ثبت شده است. این انفجار نهتنها نشانه مرگ یک ستاره پرجرم، بلکه شاهدی بر تولد یکی از نخستین سیاهچالههای ستارهای در جهان است. درخشش خیرهکننده این رویداد در قالب یک فوران عظیم پرتو گاما نیز دیده شد؛ انفجاری از انرژی که تنها در لحظات پایانی فروریزی کامل یک ستاره به درون خود رخ میدهد.
به گزارش نشریه اسپیس، این کشف توسط گروهی بینالمللی به سرپرستی اندرو لِوان (Andrew Levan) از دانشگاههای رادبود هلند و وارویک بریتانیا انجام شده است. او میگوید در نیمقرن گذشته تنها چند انفجار پرتو گاما در دوران بسیار اولیه کیهان شناسایی شدهاند و رخداد اخیر از نظر علمی نادر و هیجانانگیز است، زیرا تصویری زنده از نخستین نسل ستارگان و پایان عمر خشونتبار آنها را ارائه میدهد.
بیشتر بخوانید
ماجرای کشف از ۱۴ مارس آغاز شد، زمانی که ماهواره فرانسوی–چینی SVOM (ناظر چندطیفی اجرام متغیر) ناگهان انفجاری قدرتمند از پرتوهای گاما را در ژرفای کیهان شناسایی کرد. کمتر از ۹۰ دقیقه بعد رصدخانه مداری Neil Gehrels Swift ناسا نیز همان رویداد را در طولموجهای پرتو ایکس مشاهده کرد و امکان تعیین دقیق موقعیت آن را فراهم ساخت. این فوران با نام علمی GRB 250314A ثبت شد؛ رویدادی که اکنون دانشمندان آن را با بقایای یک ابرنواختر بسیار کهن مرتبط میدانند که شاید لایههای نخستین فلزات سنگین را در فضا پراکنده و مسیر تکامل کهکشانهای اولیه را هموار کرده باشد.
سفر ۱۳ میلیارد ساله تا چشمان جیمز وب
حدود یازده ساعت پس از شناسایی انفجار پرتو گاما (GRB 250314A) توسط رصدخانه فضایی Neil Gehrels Swift، نور کمرنگ اما قابلتشخیص پستاب آن توسط تلسکوپ نوردیک اپتیکال دیده شد؛ ابزاری با قطر ۲٫۶ متر که در قلههای لا پالما در جزایر قناری اسپانیا قرار دارد. این نور بازتابی از برخورد ماده پرتابشده از ستارهای در حال مرگ با گاز پیرامونی آن بود. تنها چهار ساعت بعد در نیمکره جنوبی، تلسکوپ بسیار بزرگ VLT در رصدخانه پارانالِ شیلی وارد عمل شد و با اندازهگیری دقیق، مقدار انتقالبهسرخ (redshift) این رویداد را برابر با ۷٫۳ اعلام کرد؛ عددی حیرتانگیز که بیانگر آن است ما شاهد انفجاری هستیم که نور آن ۱۳ میلیارد سال در مسیر بوده تا امروز به زمین برسد.
چنین انتقالبهسرخ شدیدی ناشی از انبساط پیوسته فضا است؛ پدیدهای که نهتنها طول موجهای نور را به ناحیه فروسرخ میکشد، بلکه در ظاهر تمام فرایندهای کیهانی را کندتر نشان میدهد. بههمین دلیل، آنچه در جهان کنونی طی چند روز یا چند هفته درخشش خود را به اوج میرساند، در آن زمانِ دور و در فضای منبسطشده اولیهی کیهان، از دید ما حدود سهونیم ماه طول میکشد تا به بیشینه نور خود برسد.
همچنین بخوانید
این تأخیر ظاهری، خود بخشی از داستانی عمیقتر درباره سرعت زمان در کیهان آغازین است. با دانستن این رفتار غیرعادی، اندرو لِوان و همکارانش گروهی بینالمللی را رهبری کردند تا دسترسی ویژه به تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) درخواست کنند. این پیشنهاد با تأیید مرکز فرماندهی وب، در برنامه رصدی اول ژوئیه قرار گرفت. در آن شب، دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) تلسکوپ وب بهدقت روی همان موقعیت آسمانی نشانه رفت و در میان تاریکی میلیاردها ساله، سرانجام نور قدیمیترین ابرنواختر جهان همراه با انفجار پرتو گاما را ثبت کرد.
اثبات وجود ابرنواختر در نخستین روزهای عالم
تلسکوپ فضایی جیمز وب سرانجام توانست آنچه را که تنها گمان میرفت یک سیگنال گذرا از نخستین روزهای عالم باشد، بهطور مستقیم به عنوان نور یک ابرنواختر واقعی تأیید کند؛ انفجار مرگبارِ یک ستاره پرجرم که فروپاشی آن نهفقط پایان یک زندگی، بلکه آغاز فصلی تازه در تاریخ کیهان است. این مشاهده نشان میدهد تواناییهای وب تا چه اندازه فراتر از انتظار است و ما اکنون میتوانیم ستارههای منفردی را ببینیم که در دورهای میدرخشیدهاند که جهان تنها ۵ درصد از سن کنونیاش را داشته است.
وب حتی موفق شد کهکشانی را که میزبان این ابرنواختر بوده شناسایی کند. با این حال، همین دادههای اندک کافی بودند تا اخترشناسان بتوانند ویژگیهای محیط کهکشانی آن را تخمین بزنند. نتایج اولیه نشان میدهند این کهکشان جوان از نظر ترکیب، شباهت زیادی به دیگر کهکشانهای زمان مشابه، یعنی حدود ۷۳۰ میلیون سال پس از مهبانگ دارد؛ دورانی که هنوز فلزات سنگین در کیهان اندک بودند و ستارهها عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل میشدند.
در بررسی طیف نوری ابرنواختر، دادهها نشان دادند که الگوی طیفی آن بهطور شگفتانگیزی به انفجارهای ابرنواختری امروزی شباهت دارد. جرم ستاره منفجرشده نیز غیرعادی نیست و در محدوده جرم ستارگان پرجرم عصر حاضر قرار میگیرد. با این حال، اخترشناسان انتظار دارند پس از تحلیل دقیقتر و افزایش دادهها، تفاوتهای ظریف فیزیکی و شیمیایی مرتبط با کمبود عناصر سنگین آن زمان آشکار شود؛ تفاوتهایی که میتوانند سرنخهایی از روند شکلگیری نخستین فلزات در کیهان اولیه ارائه دهند.
برای استخراج ترکیبات دقیق از طیف فروسرخ ابرنواختر، تیم پژوهشی به دادههای بیشتر و مشاهدات طولانیتر با وب نیاز دارد. هرچند حتی تاکنون نیز این کشف، یک رکورد تاریخی را رقم زده و این رویداد دورترین ابرنواختر مشاهدهشده در تاریخ بشر بهشمار میآید و یکی از معدود انفجارهای پرتو گاما (GRB) شناختهشده در نخستین میلیارد سال تولد عالم است.
تا پیش از آن، قدیمیترین ابرنواختر کشفشده به حدود ۱٫۸ میلیارد سال پس از مهبانگ نسبت داده میشد. اما این مورد جدید، با ثبت در حدود ۱۳ میلیارد سال پیش، آن رکورد را بهکلی در هم شکسته و صفحهای تازه در مطالعات کیهان آغازین گشوده است.
