محققان بین‌المللی در اکتشافی جالب‌توجه، موفق شده‌اند ردپاهایی از ستارگان اولیه دنیا پیدا کرده و به حل کردن معمای شروع دنیا نزدیک‌تر شوند.
کشف نشانه هایی از نخستین ستارگان جهان
عبارات مهم : ستاره
به گزارش ایسنا و به نقل از مجله نیچر، در سال های بسیار دور و تا حدود 400 هزار سال بعد از شروع دنیا یا همان بیگ بنگ، دنیا تاریک بود. هیچ ستاره یا کهکشانی وجود نداشت و این دنیای تاریک و سوت وکور، عمدتاً آکنده از گاز هیدروژن خنثی بود. در 50 تا 100 میلیون سال بعد، گرانش به تدریج فضاهای پرچگالی مملو از گازها را به سمت هم کشید، تا زمانی که نهایتاً این فضاهای مملو از گاز از هم فروپاشیدند و نخستین ستاره های دنیا شکل گرفتند. ولی این سؤال پیش می آید که کدام ستاره ها جزو ستاره های اولیه بودند و چه زمانی شکل گرفتند و چگونه بر بقیه دنیا تأثیر گذاشتند؟
این سؤالات، اخترشناسان و اخترفیزیک دانان را به مدت طولانی به فکر فرو برده هست. ولی اکنون و بعد از 12 سال تلاش تجربی، گروهی از دانشمندان، از گروه ASU به رهبری “جود بومن”، ستاره شناس مکتشف، آثار نخستین ستاره ها را در دنیا شناسایی کرده اند.
کشف نشانه‌هایی از نخستین ستارگان دنیا
در این ردیابی که با استفاده از سیگنال های رادیویی انجام شده، دانشمندان متوجه شده است اند که نخستین شواهد از قدیمی ترین ستارگان در درخت خانواده کیهانی ما، به 180 میلیون سال بعد از شروع دنیا بازمی گردد.
البته “پیتر کورچینسکی”، مدیر برنامه بنیادی علوم ملی در این خصوص اذعان داشته است که یک چالش فنی بزرگ جهت به ثمر رساندن چنین ردیابی ای وجود دارد و آن این است که منابع نویز می توانند هزار بار براق تر از سیگنال باشند و این امر همانند آن است که درست در وسط یک طوفان باشید و تلاش کنید تا صدای پر زدن بال های یک مرغ مگس خوار را بشنوید.
محققان بین‌المللی در اکتشافی جالب‌توجه، موفق شده‌اند ردپاهایی از ستارگان اولیه دنیا پیدا کرده و به حل کردن معمای شروع دنیا نزدیک‌تر شوند.
با این حال، این محققان دریافته اند که استفاده از یک آنتن رادیویی کوچک در بیابان، کارآمدتر از نیرومند ترین تلسکوپ های فضایی عمل خواهد کرد و از این طریق توانسته اند پنجره جدیدی رابه سوی دنیا اولیه باز کنند.
برای پیدا کردن این اثر انگشت، تیم پژوهشی جود بومن، از یک دستگاه زمینی به نام طیف سنج رادیویی استفاده کردند که در “رصدخانه نجوم رادیویی Murchison” در “سازمان ملی علوم استرالیا”(CSIRO)واقع در استرالیای غربی نگهداری می شود.
برای تشخیص اثرانگشت EOR جهانی (EDGES)، این تیم میانگین طیف رادیویی تمام سیگنال های نجومی دریافت شده است در زیاد نواحی نیمکره جنوبی را اندازه گیری کردند و تغییرات کوچک در قدرت آن را به عنوان تابعی از طول موج یا فرکانس در نظر گرفتند.
کشف نشانه‌هایی از نخستین ستارگان دنیا
همان طور که امواج رادیویی وارد آنتن زمینی می شدند، به وسیله گیرنده، تقویت شده است و سپس به وسیله رایانه دیجیتالیزه و ضبط می شدند و این فرایند درست مانند عملکرد گیرنده های رادیو FM و گیرنده های تلویزیونی بود. تفاوت بین آن ها این است که این ابزارها به نحو بسیار دقیقی کالیبره شده است و به نحوی طراحی شده است اند که تا جایی که ممکن است در بسیاری از طول موج های رادیویی به صورت یکنواخت عمل کنند.
سیگنال های شناسایی شده است به وسیله طیف سنج رادیویی در این مطالعه، از گاز هیدروژن اولیه ای که دنیا ابتدایی را پر کرده بود و بین تمام ستارگان و در تمام کهکشان ها وجود دارد، تشکیل شده است هست. این سیگنال ها اطلاعات فراوانی را در اختیار می گذارند که پنجره جدیدی را به سوی دنیا هستی باز می کند و نشان می دهد که چگونه ستاره های اولیه – و بعداً، سیاهچاله ها و کهکشان ها – شکل گرفته و تکامل یافته اند.
محققان بین‌المللی در اکتشافی جالب‌توجه، موفق شده‌اند ردپاهایی از ستارگان اولیه دنیا پیدا کرده و به حل کردن معمای شروع دنیا نزدیک‌تر شوند.
بومن در این خصوص می گوید: “بعید است که ما در طول عمر خود، قادر به مشاهده رویدادهای ابتدایی تری در تاریخ تکامل ستاره ها باشیم. این ردیابی، سکون رادیویی استثنایی MRO را به خصوص به علت شاخصه که به وسیله EDGES یافت شده است و محدوده فرکانسی استفاده شده است به وسیله ایستگاه های رادیویی FM را پوشش می دهد، برجسته می کند”.
قوانین ملی استرالیا استفاده از فرستنده های رادیویی را به فاصله 161.5 مایل (260 کیلومتری) محدود کرده که این عنوان به طور قابل ملاحظه ای باعث کم کردن تداخلات می شود. در غیر این صورت تداخل ها می توانست مشاهدات نجومی حساس را از بین ببرد.
کشف نشانه‌هایی از نخستین ستارگان دنیا
نتایج این آزمایش، نظرات تئوریک عمومی را در مورد وقت شکل گیری ستارگان ابتدایی و اساسی ترین فواید ستارگان اولیه تأیید می کند.
راجرز، یکی از همکاران بومن از رصدخانه Haystack MIT، در این خصوص می گوید: “آنچه در این دوره اتفاق می افتد، این است که بعضی از تشعشعات ستاره های ابتدایی، باعث می شوند که هیدروژن قابل مشاهده باشد. در واقع هیدروژن شروع به جذب تابش بعد زمینه می کند و همین امر باعث می شود تا شما بتوانید آن را در نیمرخ فرکانس های رادیویی خاص مشاهده کنید. این نخستین سیگنال واقعی است که ستارگان، آن را تشکیل دادند و از طریق آن بر محیط اطراف خود تأثیر نهادند”.
این تیم پژوهشی، ابتدا ابزار خود را به نحوی تنظیم کردند تا بتوانند از طریق آن به دنیا کیهانی بنگرند، ولی در سال 2015 تصمیم گرفتند تا جستجوی خود را گسترش دهند.
راجز می گوید: “با اتخاذ این تصمیم، ما به سرعت سیستم خود را به برد کوتاه تری عوض کردن دادیم و چیزهایی را مشاهده کردیم که ممکن است یک نشانه واقعی از ستارگان ابتدایی باشد”.
وی در ادامه سخنانش بیان می دارد: “ما در 78 مگاهرتز توانستیم این عنوان را مشاهده کنیم و این فرکانس تقریباً منطبق با 180 میلیون سال بعد از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) است و از نظر ردیابی مستقیم سیگنال به دست آمده از گاز هیدروژن، این باید نخستین نشانه باشد. علاوه بر این، این مطالعه نشان داد که گاز موجود در کهکشان احتمالاً بسیار سردتر از حد انتظار است (کمتر از نصف دمای مورد انتظار). این امر نشان می دهد که تلاش های نظری متخصصین فیزیک نجومی، چیز مهمی را از قلم انداخته و یا می تواند نخستین شواهد از فیزیک غیراستاندارد باشد. به طور خاص، بریون ها (ماده طبیعی) ممکن است با ماده تاریک ارتباط برقرار کرده و در آن دنیا ابتدایی، به سرعت انرژی خود را به ماده تاریک داده باشند”.
به گفته این محقق، “اگر این ایده تأیید شود، ما می توانیم چیزی تازه و اساسی در مورد ماده تاریک مرموز که 85 درصد از دنیا را تشکیل می دهد، بیاموزیم که باعث ارائه نخستین نگاه اجمالی فیزیکی فراتر از مدل استاندارد خواهد شد.”
به گفته دانشمندان فوق، گام های بعدی در این تحقیق، استفاده از ابزار دیگری جهت تأیید ردیابی های این تیم و اصلاح عملکرد این ابزارهاست، به طوری که بتوان چیزهای بیشتری در مورد فواید ستاره های اولیه آموخت.
واژه های کلیدی: ستاره | سیگنال | ستارگان | استفاده | اخبار علمی و آموزشی
دانلود فایل ها
توجه: ممکن است تمام لینک های دانلود به دستور مقام قضایی حذف شده باشد...
