شناسایی دورترین اکسیژن جهان در حالی توسط تیمی از ستاره شناسان رقم خورده است که آن ها با استفاده از آرایه بزرگ میلیمتری و زیرمیلیمتری آتاکاما – ALMA – دست به شناسایی اکسیژن در کهکشان دوردستی زده اند که صرفاً ۷۰۰ میلیون سال بعد از انفجار بزرگ مشاهده می شود. در ادامه با میهن پست همراه شوید.
این کهکشان دوردست ترین کهکشانی است که تاکنون شناسایی اکسیژن روی سطح آن به صورت قطعی انجام شده است و به احتمال زیاد به خاطر تشعشع قوی از ستاره های غول پیکر جوان، یونیزه گشته است. کهکشان مزبور می تواند نمونه منابعی باشد که مسئول سازماندهی کیهان درسال های نخستین شکل گیری کیهان هستند.
تصاویر منتشر شده بیانگر نقاط عطف عمده ای را در تکامل کیهان از زمان بیگ بنگ به بعد یعنی از حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال به این طرف به تصویر می کشد. چهارصدهزار سال بعد از بیگ بنگ، کیهان درحالت خنثی قرار داشت و تا زمانی که نور از اولین نسل ستاره ها دست به یونیزه کردن هیدروژن نمود نیز هم اینگونه بود. بعد از چند صد میلیون سال، گاز موجود در کیهان کاملاً یونیزه شد.
ستاره شناسان کشورهایی همانند ژاپن، سوئد، انگلستان و ESO از آرایه بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما برای مشاهده یکی از دوردست ترین کهکشان های شناخته شده به نام SXDF-NB1006-2 استفاده کرده اند که در انتقال به سرخ ۷٫۲ قرار دارد، یعنی آنرا صرفاً بعد از ۷۰۰ میلیون سال از بیگ بنگ مشاهده می کنیم.
تیم محققان علاقمند بودند تا در مورد عناصر شیمیایی سنگین موجود در کهکشان بدانند، زیرا از روی این عناصر می شود سطح شکل گیری ستاره را دانست و در نتیجه نشانه هایی راجع به دوره ای از تاریخچه کیهان که «بازیونیزه شدن کیهانی» نام دارد بدست می آید.
آکیو اینوده از دانشگاه سانگیوی اوساکا در ژاپن در خصوص شناسایی دورترین اکسیژن جهان می گوید:
جستجو کردن عناصر سنگین در کیهان نخستین، از راهبردهای اساسی برای اکتشاف فعالیت ستاره سازی آن دوران است. مطالعه عناصر سنگین به علاوه در مورد شناخت نحوه کهکشان ها و آنچه باعث یونیزه شدن کیهانی می باشد هم اطلاعاتی را در اختیار می گذارد.
قبل از شکل گیری اجرام در کیهان، کیهان پر از گاز الکتریکی خنثی بود. اما چند صد میلیون سال بعد از بیگ بنگ، وقتی نخستین اجرام شروع به درخشش کردند، تشعشعی قدرتمند را از خود ساطع نمودند که اتم های خنثی را تجزیه نمود و دست به یونیزه کردن گاز زد. طی این مرحله که آنرا یونیزه شدن کیهانی می نامند، کل کیهان به صورت چشمگیری دستخوش تغییر شد. اما گفته های زیادی در مورد نوع اجرامی که موجب یونیزه شدن گشتند وجود دارد. مطالعه شرایط در کهکشان های بسیار دور می تواند به یافتن پاسخ این سوال کمک کند.
محققان قبل از اقدام به مشاهده کهکشان دوردست برای شناسایی دورترین اکسیژن جهان ، شبیه سازی های کامپیوتری را برای مشاهده کهکشان دوردست انجام دادند تا پیش بینی کنند که دیدن شواهد اکسیژن یونیزه شده از طریق ALMA تا چه حد آسان خواهد بود. افزون بر این مشاهدات، کهکشان های مشابهی را که به زمین بسیار نزدیک تر هستند هم انجام دادند و نتیجه گرفتند که انتشار اکسیژن بایستی حتی در فواصل دوردست هم قابل شناسایی باشد.
در این هنگام، مشاهدات حساسیت بالا با استفاده از ALMA انجام شد و نور اکسیژن یونیزه شده در SXDF-NB1006-2 پیدا شد که به این ترتیب تشخیص اکسیژن در دوردست ترین فاصله ممکن که تاکنون انجام شده، تایید شد و شواهد قطعی مبنی بر وجود اکسیژن در کیهان نخستین، تنها ۷۰۰ میلیون سال بعد از بیگ بنگ را نشان می دهد.
نائوکی یوشیدا در دانشگاه توکیونیز درباره شناسایی دورترین اکسیژن جهان می گوید:
اکسیژن SXDF-NB1006-2 ده بار نسبت به مقدار موجود در خورشید کمتر است و کم بودن میزان اکسیژن قابل پیش بینی بود، زیرا آن موقع کیهان هنوز جوان بوده و عمر ستاره سازی اش کم بود. بنا بر یک شبیه سازی که انجام دادم فراوانی اکسیژن ده برابر کمتر از خورشید بوده است. اما نتیجه غیرمنتظره دیگری هم بدست آمد و آن پیدا شدن اندکی گرد و خاک بود.
تیم محققان نتوانستند هیچ نوع نشر کربن را در کهکشان پیدا کنند، این امر نشان می دهد کهکشان جوان گاز هیدروژن غیر یونیزه بسیار کمی دارد و افزون بر این مقدار کمی گردوخاک دارد که از عناصر سنگین تشکل شده است.
اینوئو به دنبال اضهاراتش در خصوص شناسایی دورترین اکسیژن جهان معتقد است:
شاید روی این کهکشان چیز عجیبی در حال رخ دادن باشد. من شک دارم که تقریباً تمام گاز روی این سیاره تا حد زیادی یونیزه شده باشد.
تشخیص اکسیژن یونیزه شده نشان می دهد که بسیاری از ستاره های درخشان که از نظر جرم یک دو جین برابر بزرگتر از خورشید هستند، در کهکشان شکل گرفته اند و نور فوق بنفش شدیدی را منتشر می سازند که برای یونیزه کردن اتم های اکسیژن لازم است.
یوئیچی تامورا نیز در این خصوص از دانشگاه توکیو نیز می گوید:
گام مهمی رو به شناخت نوع اجرامی که موجب یونیزه شدن در کیهان شده اند برداشته شده است. مشاهداتی که در آینده با ALMA انجام خواهد گرفت را شروع کرده ایم. رزولوشن بالاتر مشاهدات امکان می دهد تا توزیع و حرکت اکسیژن یونیزه شده را در کهکشان ببینیم و اطلاعات حیاتی فراهم می شود که به ما در شناخت خصوصیات کهکشان کمک کند.
منبع : phys
