کشف اکسیژن در دورترین کهکشان شناخته شده!

دانشمندان موفق به شناسایی اکسیژن در کهکشان GHZ2 شده‌اند که نور آن ۱۳.۴ میلیارد سال به سوی زمین سفر کرده است. این کشف انقلابی در مقاله‌ای که به تازگی در Nature Astronomy منتشر شده، توضیح داده شده و به عنوان دورترین شناسایی اکسیژن اتمی تا به امروز شناخته می‌شود. این یافته نگاهی منحصر به فرد به شرایطی ارائه می‌کند که تنها چند صد میلیون سال پس از بیگ بنگ اتفاق افتاده است.

استفاده از ALMA و JWST برای کشف گنجینه‌ای پنهان در کیهان

کشف اکسیژن در کهکشان GHZ2 به لطف قدرت ترکیبی دو رصدخانه پیشرفته امکان‌پذیر شد: آرایه بزرگ میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) و تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST). خورخه زاوالو، یکی از ستاره‌شناسان درگیر در این تحقیق، تلاش‌های مشاهداتی دشوار را توضیح داد: “ما بیش از چهل آنتن ۱۲ متری ALMA و تلسکوپ ۶.۵ متری JWST را به مدت چند ساعت به سمت نقطه‌ای در آسمان نشانه رفتیم که برای چشم غیرمسلح به طور کامل خالی به نظر می‌رسید.” این همکاری میان تلسکوپ‌ها به پژوهشگران این امکان را داد که تابش‌های ضعیفی از اتم‌های برانگیخته شده، از جمله اکسیژن و هیدروژن، را شناسایی کنند و ترکیب و فعالیت ستاره‌سازی کهکشان را فاش کنند. چنین شناسایی‌ای بدون توانمندی‌های دقیق این ابزارها به عنوان یکپارچه ممکن نبود، که اهمیت نجوم چندطیفی را برای کاوش در کیهان اولیه نشان می‌دهد.

یک کهکشان اولیه با تشکیل ستاره‌ای شدید و فلزات کم

کهکشان GHZ2 یک کهکشان فشرده است که تنها چند صد میلیون برابر جرم خورشید را در ناحیه‌ای به وسعت چند صد سال نوری جمع‌آوری کرده است. این چگالی فوق‌العاده شبیه به خوشه‌های ستاره‌ای مدرن است و سؤالاتی را درباره چگونگی شکل‌گیری این ساختارهای فشرده در مدت زمان کوتاه پس از بیگ بنگ ایجاد می‌کند. فلزات کهکشان، که شامل اکسیژن نیز می‌شوند، حدود یک دهم چگالی فلزات خورشیدی ما را دارند و این نشان می‌دهد که هنوز در مقیاس‌های کیهانی جوان هستند. این فلزات توسط ستاره‌های داغ و کوتاه‌مدت تولید می‌شوند که تابش آن‌ها گازهای اطراف را یونیزه می‌کند. انفجارهای ستاره‌سازی که در GHZ2 مشاهده شده، به یک فرآیند سریع و چرخه‌ای از تولد ستاره اشاره دارد که با نرخ‌های کندتری که در کهکشان‌های بالغ‌تر مشاهده می‌شود، متناقض است. این فعالیت سریع می‌تواند توضیح دهد که چگونه برخی کهکشان‌ها در کیهان اولیه به سرعت رشد کرده‌اند.

درک ریشه‌های خوشه‌های globular و تکامل کهکشان‌ها

خصوصیات خاص کهکشان GHZ2 ممکن است سرنخ‌هایی درباره شکل‌گیری خوشه‌های globular، که گروه‌های قدیمی و متراکم از ستاره‌ها در کهکشان‌هایی مانند راه شیری خود ما هستند، ارائه دهد. پژوهشگران الگوهای عناصری و چگالی ستاره‌ها را میان GHZ2 و خوشه‌های پایدارتر یادداشت کرده‌اند. درک اینکه آیا کهکشان‌هایی مانند GHZ2 به عنوان بذرهایی برای خوشه‌های globular عمل کرده‌اند، می‌تواند یک معمای مهم در اخترفیزیک را حل کند. تام باکس، ستاره‌شناس در دانشگاه چالمرز، به اهمیت این کشف تأکید کرد و گفت: “این مطالعه، تاجی بر تلاش‌های چندساله برای درک کهکشان‌ها در کیهان اولیه است.” او همچنین افزود: “زمان بیشتری برای رصد تلسکوپ‌ها، کلیدی برای بررسی چگونگی تکامل فلزات، تشکیل ستاره و سیاه‌چاله‌ها در کیهان اولیه خواهد بود.” مشاهدات آینده انتظار می‌رود که ساختار و ترکیب شیمیایی GHZ2 را بررسی کنند و فرآیندهای شکل‌دهنده تاریخ کیهانی اولیه را بیشتر روشن کنند.