ناسا در پی کشف معمای پیدایش جهان

ایندیپندنت فارسی: تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا برای رمزگشایی از این معما که کهکشان‌ها و سیارات چگونه به وجود آمده‌اند از درخشان‌ترین سیاهچاله‌های کلان‌جرم در عالم شناخته‌شده استفاده خواهد کرد. سازمان فضایی [ناسا] این تلسکوپ فضایی را به سوی شش اختروش (سیاهچاله‌های کلان‌جرم با میلیاردها برابر جرم خورشید) از میان دورترین و پرنورترین اختروش‌ها نشانه می‌گیرد تا دریابد کهکشان‌ها در عالم ابتدایی و پس از «مهبانگ» چگونه تکامل پیدا کرده‌اند و چگونه در آن چند لحظه اولیه به یکدیگر پیوسته‌اند.

اختروش‌ها در مرکز کهکشان‌ها قرار گرفته‌اند، ماده را می‌بلعند و مقدار زیادی از گرما و تابش نوری آزاد می‌کنند. بنا به گفته ناسا، اختروش‌ها در زمان آزاد شدن این انرژی، گازهای اطراف را به بیرون می‌رانند و چیزی شبیه به سونامی، این گازها را در فضا از هم گسیخته و پاره پاره می‌کنند.

سازمان فضایی ناسا، گازهای موجود بین کهکشان‌ها را بررسی خواهد کرد و به گذشته جهان هستی یعنی به بیش از دوازده میلیارد سال پیشِ کیهان، زمانی که اتم‌ها یونیزه (باردار) شدند نگاه خواهد انداخت. سانتیاگو آریباس، استاد پژوهشگر در بخش اخترفیزیک مرکز اخترزیست‌شناسی در مادرید، می‌گوید: «همه این اختروش‌ها که ما در حال بررسی‌شان هستیم، در مراحل اولیه جهان هستی وجود داشته‌اند. زمانی که سن عالم کمتر از ۸۰۰ میلیون سال بود یا به عبارتی کمتر از ۶ درصد از عمر کنونی خود. از این رو این مشاهدات به ما فرصت می‌دهد که تکامل کهکشان‌ها و تشکیل ابرسیاهچاله‌ها را در این زمان بسیار اولیه بررسی کنیم.»

نور عالم اولیه بر اثر انبساط فضا در فرایندی که با نام «انتقال به سرخ» شناخته می‌شود کش می‌آید و تلسکوپ فضایی که امسال (۲۰۲۱) جایگزین تلسکوپ فضایی هابل خواهد شد به طور ویژه برای دریاقت و ثبت این نور طراحی شده است.

کریس ویلوت، دانشمند و پژوهشگر در مرکز تحقیقاتی نجوم و اخترفیزیک هرتزبرگ و دانشمند پروژه وب سازمان فضایی کانادا، می‌گوید: «ما به مشاهده درخشان‌ترین اختروش‌ها علاقه‌مندیم زیرا مقادیر بسیار زیاد انرژی که آن‌ها با سازوکارهایی مانند طغیان و جریان اختروش و حرارت‌دهی در هسته‌های خود تولید می‌کنند، بزرگ‌ترین تاثیرات را بر کهکشان میزبان بر جای می‌گذارد. ما می‌خواهیم این اختروش‌ها را در زمانی مشاهده کنیم که بیشترین تاثیر را بر کهکشان میزبان خود دارند.»

این انرژی و دفع و گسیل گاز می‌تواند اثر زیادی بر نحوه شکل‌گیری کهکشان‌ها داشته باشد. با جابه‌جایی و انتقال گازها، نرخ تشکیل ستارگان نیز کاهش می‌یابد - گاهی در آن حد که می‌تواند تشکیل ستارگان را به کلی متوقف کند. گمان می‌رود که این «طغیان‌ها» سازوکارهای اصلی‌اند که بر اساس آن‌ها گاز و سایر مواد در یک کهکشان، بازتوزیع می‌شوند یا در میان کهکشان‌ها پخش می‌شوند. [وجود] گاز خنثی بین کهکشان‌ها در مراحل اولیه عالم، به معنای آن بود که جهان هستی با استفاده از نور ماوراء بنفش نمی‌توانسته مشاهده شود، اما این گاز احتمالا در مدت صدها میلیون سال یونیزه و شفاف شده است.

این دوره برای دانشمندان با عنوان «عصر بازیونش» (Reionisation) شناخته شده است. یعنی زمانی که اتم‌های هیدروژن خنثی با افزایش تابش نخستین ستارگان عظیم، باردار می‌شوند. این لحظه برای تشکیل جهان هستی مهم بود و ردیابی «بازیونش» یکی از معدود ابزارهایی است که دانشمندان با کمک آن می‌توانند این ستارگان [متعلق به دوران گذشته عالم] را بررسی کنند.

پدیدارشدن این ستارگان اولیه، نشانه‌ای بر پایان «عصر تاریکی» تاریخ کیهان به شمار می‌رود، زمانی که منابع مستقل نور وجود نداشت. اما یک راز سر به مهر برای دانشمندان باقی مانده و آن هم این است که چرا در وهله اول اساسا چنین چیزی رخ داده است.

دانشمندان زمانی که به اختروش‌ها نگاه می‌کنند، خواهند توانست از نور گسیل شده آن‌ها به منظور مطالعه و بررسی این گازها (که نور را در یک طول موج خاص جذب می‌کند) استفاده کنند. هرچه اختروش پرنورتر باشد، آثار این جذب نیز بیشتر قابل مشاهده است و دانشمندان اطلاعات بیشتری درباره شکل‌گیری جهان ما به دست خواهند آورد.

کامیلا پسیفیکی، دانشمند موسسه علوم تلسکوپ‌های فضایی، می‌گوید: «اگر می‌خواهید جهان هستی را بررسی کنید، به منابع پس‌زمینه‌ای بسیار پرنور نیاز دارید. یک اختروش، جرم ایده‌آلی در عالم دوردست به شمار می‌رود زیرا به قدر کافی پرنور است که ما بتوانیم آن را به خوبی مشاهده کنیم. ما می‌خواهیم مراحل اولیه جهان هستی را مورد مطالعه قرار دهیم زیرا عالم تکامل پیدا می‌کند و ما می‌خواهیم بدانیم که جهان چگونه آغاز شده است.»