هابل و ستاره‌ای در دوردست

این ستاره که یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ و تولد کیهان به وجود آمده تا امروز دورترین ستاره‌ای است که با ابزار دست‎ساز بشر رصد شده است.

مشاهده این ستاره دوردست، رکورد رصدهای قبلی را شکست. دورترین ستاره‎ای که قبلا توسط تلسکوپ فضایی هابل رصد شده بود، زمانی به وجود آمده بود که کیهان چهار میلیارد سال عمر داشت و ۳۰ درصد سن فعلی خود، عمر کرده بود در حالی‎که ستاره تازه کشف شده به قدری دور است که نور آن 12.9 میلیارد سال در راه بوده تا به زمین برسد.

رصد ستاره‎ها به طور مجزا و تکی در چنین فاصله‎ای از زمین فرآیند پیچیده و سختی است و دقیقا به همین دلیل است که پیش از شناسایی این ستاره، دورترین اجرام رصد شده، خوشه‎های ستاره‎ای هستند که در کهکشان‎ های اولیه قرار دارند.

تلسکوپ فضایی هابل، پروژه همکاری بین‎المللی ناسا و آژانس فضایی اروپا، بیش از سه دهه است با تصاویرحیرت‎انگیزی که از کیهان ثبت کرده، چشمان بشر را خیره کرده است.

هابل بیش از آن که یک‌تلسکوپ باشد در واقع نوعی پنجره برای تماشای کیهانی است که تا همین چند سال پیش آنچه را امروز بدیهی می‎دانیم ، درباره‎اش نمی‎دانستیم.

در مدت فعالیت این تلسکوپ و کاوش‎های شگفت‎انگیزش درک انسان از فضا و عالمی که در آن زندگی می‎کند، تغییر کرد و باعث شد حتی کتاب‎های درسی اطلاعاتی را که از منظومه شمسی، کهکشان راه‎شیری و ابعاد کیهان ارائه می‎‌کردند به‎روز کنند و امروز بعد از گذشت ۳۲سال همچنان از شگفتی‎های تازه کیهان پرده برمی‎دارد.

فرصتی برای شناخت فصل اول زندگی ستاره‏ ها

برایان ولش، ستاره‎شناس دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور، نویسنده اصلی مقاله شناسایی دورترین ستاره رصد شده، می‏گوید: «در فاصله‎ای که این ستاره قرار دارد، کل کهکشان‏ها شبیه لکه‎ای کوچک قابل مشاهده بود و نور میلیون‎ها ستاره با هم ترکیب می‎شد.»

این گروه پژوهشگر پس از مطالعه و تحلیل دقیق عکس‎های تهیه شده از هابل، نور کهکشانی را که دچار اعوجاج شده پیدا کردند و با بررسی بیشتر توانستند ستاره‎ای را در همان ناحیه شناسایی کنند که آن را «ارندل» (Earendel)به معنای ستاره صبح نامیدند.

این کشف، پنجره‎ای تازه برای شناخت بهتر دوره‎ای از شکل‎گیری ستارگان است که تا پیش از این برای ستاره‎شناسان ناشناخته بود. ولش می‎گوید: «مثل این است که در حال خواندن یک کتاب جالب بودیم اما با فصل دوم شروع کردیم و حالا فرصت داریم ببینیم همه داستان چطور آغاز شده است.»

تیم تحقیقاتی این پژوهش تخمین می‎زنند این ستاره احتمالا جرمی معادل ۵ برابر خورشید داشته و میلیون‌ها برابر از آن درخشان‌تر باشد و با پرجرم‌ترین ستاره‌های شناخته شده رقابت می‌کند. شاید این طور به نظر برسد چنین ستاره پر جرم و درخشانی حتی اگر در کهکشان دیگری باشد با تلسکوپ‎های قوی مثل هابل به‌راحتی شناسایی و رصد خواهد شد اما واقعیت این است رصد ستاره‎هایی که تا این حد از ما دورند با مشاهده مستقیم اندکی تفاوت دارد.

نوری که از یک منبع دوردست به سمت زمین می‎آید، ممکن است در میان راه از کنار جسم دیگری عبور کند. در چنین حالتی نور منبع دوردست در میدان گرانشی جسم میانی خمیده می‌شود و جسم میانی مانند یک ذره‎بین قدرتمند عمل می‌کند. هرچه جسم میانی جرم بیشتری داشته باشد، میدان گرانشی قوی‌تری خواهد داشت و نور را خمیده‌تر خواهد کرد. این اتفاق روشی برای شناسایی کهکشان‎ها و ستاره‎های بسیار دور است که نورشان در میان راه از کنار خوشه‎های ستاره‎ای سنگین یا کهکشان‎های دیگر عبور می‎کند و به زمین می‎رسد.

جیمزوب چه رازهایی از ارندل را فاش خواهد کرد؟

ستاره‎شناس‎ها از همین حالا چشم به راه تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب هستند که بسیار قدرتمندتر از هابل است و می‏تواند درک بهتری از ستاره‏ها و شکل‎گیری‎شان به ما بدهد. از آ‏نجا که جیمز وب می‎تواند در طول‌موج فروسرخ هم رصد کند، احتمالا اطلاعات جالبی درباره ستاره ارندل ارائه خواهد کرد، زیرا به دلیل انبساط کیهان نور این ستاره به پرتوهای کم انرژی فروسرخ تبدیل شده و در طول‎موج‎های بلند، بهتر رویت می‎شود.

دَن‌کو، یکی دیگر از نویسندگان و محققان این مقاله و همکار مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی هابل می‎گوید: « انتظار داریم تلسکوپ فضایی جیمز وب بتواند مشخص کند که ستاره ارندل ستاره‎ای است از نسل ستارگان اولیه کیهان که هنوز عناصر سنگین و فلزاتی که در نسل‎های بعدی ستاره‎ها شکل گرفته را در خود ندارد. درواقع ترکیب شیمیایی ارندل می‎تواند برای ستاره‏شناس‏ها بسیار جذاب و مهم باشد چون نشان می‏دهد قبل از این‌که جهان از عناصر سنگین پر شود ستاره‎های اولیه که غالبا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بودند چه ویژگی‎هایی داشتند. به عبارت بهتر، شناخت دقیق‎تر این ستاره می‎تواند به این پرسش پاسخ دهد اولین ستاره‎هایی که پس از انفجار بزرگ متولد شدند چگونه بودند؟ ولش هم به تصاویر جیمزوب امید بسته و می‎گوید: «با این تلسکوپ، ما ممکن است ستاره‌هایی را حتی دورتر از ارندل ببینیم، که فوق‌العاده هیجان‌انگیز خواهند بود.»

دورترین اجرام آسمانی که می‌شناسیم

دورترین اختروش : دورترین جرم آسمانی که تابه‌حال شناسایی شده نوعی هسته کهکشانی فعالی است که به آن «اختروش» گفته می‌شود. این اجرام جزو نورانی‎ترین جرم‎های موجود در فضا هستند. نتایج تحقیقات ستاره‏شناسان دانشگاه آریزونا نشان می‏دهد که دورترین اختروش شناسایی‌شده در فاصله ۱۳میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد. یعنی زمانی که این اختروش به وجود آمده از عمر کیهان فقط ۶۷۰میلیون سال گذشته بوده است و تنها ۵ درصد از کل عالم شکل گرفته بود.

دورترین سیاره فراخورشیدی: سیارات فراخورشیدی از اجرام فضایی محبوب این روزها هستند زیرا ما را با دنیاهایی آشنا می‏کنند که ممکن است محل زیست حیات فرازمینی باشد. این سیارات به دور ستاره‏های دیگری به‌جز خورشید می‏چرخند و به همین دلیل به آنها نام فراخورشیدی داده‏اند. تا به امروز چند هزار سیاره فراخورشیدی رصد و شناسایی شده است که دورترین آنها در فاصله ۲۵۰۰۰ سال نوری و در محدوده مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد.

دورترین کهکشان: دورترین کهکشانی که تا‌کنون شناخته شده GN-z۱۱ نام دارد که زمان تشکیل آن به حدود 13.4 میلیارد سال نوری قبل بازمی‎گردد. درحال‌حاضر فاصله این کهکشان با کره زمین از مرز ۳۲میلیارد سال نوری فراتر رفته است. علتش هم این است که جهان با سرعت بالایی در حال گسترش است، بنابراین فاصله کهکشان مذکور با زمین روزبه‌روز در حال افزایش بوده و نور برای رسیدن به زمین باید مسافت طولانی‎تری را طی کند.

ستاره‌های دوردست کلید شناخت کیهان

یکی از پرسش‌های مهم در کیهان‎شناسی این است که در لحظات اولیه تشکیل عالم چه اتفاقی افتاده است؟ بسیاری از تحقیقات و رصدهای کیهان‎شناس‎ها هم برای پاسخ‌دادن به همین سوالات انجام می‏شود.

دکتر محمدتقی میرترابی، عضو هیات‌علمی گروه فیزیک دانشگاه الزهرا درباره این‌که چطور رصد ستاره‎ای در نقاط دوردست کیهان می‎تواند به این سوالات کیهان‏شناس‎ها پاسخ بدهد این‎طور توضیح می‎دهد: «تنها اطلاعاتی که ما برای تحقیقات درباره تشکیل عالم در دست داریم نور است و چون کیهان بسیار بزرگ است زمان زیادی طول می‎کشد تا نور ستاره‎های دوردست به زمین برسد. برای مثال نور کهکشان آندرومدا دومیلیون سال در راه است تا به ما برسد. بنابراین هرچه بتوانیم اجرام آسمانی دورتری را ببینیم یعنی داریم به گذشته‎های دورتر نگاه می‎کنیم. برای همین است که دانشمندان به دنبال رصد اجرام دورتری هستند تا بتوانند در تاریخ کیهان به زمان عقب‏تری نگاه بیندازند.

ستاره‎ای که به‌تازگی با تلسکوپ هابل رصد شده با توجه به فاصله‎ای که دارد مربوط به زمانی است که کیهان فقط یک‌میلیارد سال عمر داشته و این دوره‎ای است که برای کیهان‎شناس‎ها بسیار مهم است زیرا که در همین زمان ستاره‎های اولیه شکل گرفتند و کم‎کم فلزات سنگین و عناصر دیگر را ساختند. درواقع شناسایی ساختارها، نحوه تشکیل ستاره‎ها و کهکشان‎هاست که برای کیهان‎شناس‎ها اهمیت دارد و نگاه به گذشته دورتر می‎تواند پاسخ برخی از این پرسش‎ها را به دست بدهد.

شاید برخی تصور کنند وقتی می‎گوییم دورترین ستاره شناخته‌شده در کیهان در فاصله 12.9میلیارد سال رصد شد یعنی در ابعاد کیهان دورتر از این نداریم، درحالی‎که باید این نکته را به خاطر داشته باشیم که کیهان ابعاد بسیار بزرگی دارد و برای این‌که نور از نقاط بسیار دوردست به ما برسد باید زمان زیادی هم بگذرد اما از طرفی چون سن عالم حدود 13.8 میلیارد سال است نمی‎توانیم جرمی را که در فاصله ۵۰میلیارد سال نوری دورتر است ببینیم. دلیلش هم این است که باید ۵۰میلیارد سال زمان بگذرد تا نور آن ستاره این فاصله را طی کرده و به زمین برسد. پس درواقع سن عالم، محدودیت زمانی ایجاد می‎کند و ما فقط می‏توانیم اجرامی را رصد کنیم که فاصله‎شان از ما حدود ۱۳میلیارد سال (یعنی در محدوده عمر عالم) باشد.

با آغاز ماموریت رصدی تلسکوپ فضایی جیمزوب احتمالا می‎توانیم انتظار داشته باشیم اطلاعات بسیار جذابی از نقاط دور عالم به ما برسد.

اگر تجهیزات الکترونیکی تلسکوپ درست و بدون مشکل کار کنند جیمزوب قادر خواهد بود از اجرامی که فاصله زیادی از زمین دارند، تصاویر خوبی تهیه کند زیرا این تلسکوپ برای رصد در محدوده طیف فروسرخ تنظیم شده است و نور ستاره‎های بسیار دور هم دقیقا در همین طیف فروسرخ به ما می‎رسد.»

مریم ملی - دانش / روزنامه جام جم

منابع: nasa.gov, sciencedaily.com