بالاخره دلیل ناپدید شدن اولین ستاره‌های دنیا رو فهمیدن!

تا حالا براتون سوال شده که چرا خبری از اولین ستاره‌های عالم نیست؟ دانشمندها همیشه فکر می‌کردن یه سری ستاره غول‌آسا تو شروع دنیا بودن که بعدش منفجر شدن، ولی هیچ ردی ازشون تو ستاره‌های جدیدتر پیدا نمی‌شه. خب خبر خوب اینه که یه تحقیق جدید بالاخره یه توضیح عالی براش پیدا کرده: شاید این ستاره‌های اولیه اون‌قدر که فکر می‌کردیم بزرگ نبودن و واسه همین هم اثری ازشون نیست!

ماجرا از این قراره که این ستاره‌های اولین، تو یه محیط کاملاً خشن و پر هرج و مرج به وجود اومدن! فکر کن یهو وارد یه ابر گاز عظیم شی؛ هر چی گاز دور و برته با سرعتی معادل پنج برابر سرعت صوت تو زمین (!) این طرف و اون طرف میره. تازه این وضعیت رو تو ذهن داشته باش! اینجا منظور از سرعت صوت همون صداییه که اینجا می‌شنویم؛ ولی اون فضاها سرعتش چند برابر مونم بوده.

طبق شبیه‌سازیِ این تحقیق، گازها به جای این که یکجا جمع شن و یه ستاره عظیم بسازن، تیکه تیکه می‌شن و چندتا ستاره کوچیک‌تر درست می‌کنن. نتیجه‌اش اینه که ستاره‌هایی که اون موقع شکل می‌گیرن، مثلاً در حد هشت برابر جرم خورشیدمون بودن، نه صد برابر و عظیم الجثه مثل چیزی که قبلاً فکر می‌کردن!

تا قبل این تحقیق، همه خیال می‌کردن اولین ستاره‌ها غول‌هایی بودن با جرم بالای صد برابر خورشید. فکر کن اگه این غولا واقعاً بودن باید الان رد مواد منفجره و بقایای‌شون رو تو ترکیب شیمیایی ستاره‌های نسل جدید پیدا می‌کردیم؛ ولی دانشمندها هیچ ردی از این نشان‌ها تو ستاره‌های جدیدتر پیدا نکردن. پس الان مشخص شد که احتمالاً بیشتر اون ستاره‌های اولیه، خیلی بزرگ نبوده‌ن و واسه همین هم ازشون خبری نیست.

تازه، این تحقیق نشون می‌ده که اون ستاره‌های اولیه نه به‌تنهایی بلکه تو شبکه‌هایی از ستاره‌های دیگه به وجود اومدن. یعنی به‌جای این که هر ستاره واسه خودش مستقل باشه، همشون دسته‌جمعی و تو محیط‌های شلوغ رشد می‌کردن.

سرپرست تیم تحقیق، آقای که-جونگ چن (Ke-Jung Chen) از انستیتوی اخترشناسی و اخترفیزیک آکادمی سینیکا تو تایوان گفته: «وقتی ماجرا این‌قدر تند و شلوغ پیش می‌ره (یعنی تمام اون طوفان‌های صوتی!) ابر گاز تیکه تیکه می‌شه و به جای چندتا ستاره عظیم، چندتا ستاره کم‌جرم‌تر درست می‌شه.» چن همچنین گفته که کشف این ماجرا خیلی مهمه، چون قدمی جدی تو فهمیدن ریشه راه شیری خودمون و حتی منظومه شمسیه.

حالا اگه کنجکاو شدین این شبیه‌سازی‌های خفن چطوری انجام شده: دانشمندها از یه کد شبیه‌سازی به اسم Gizmo استفاده کردن (یه برنامه کامپیوتری که همه چی رو، از سیاه‌چاله تا میدان مغناطیسی، می‌تونه مدل‌سازی کنه). با کمک پروژه IllustrisTNG هم که قبلاً ثابت کرده تو ساختن مدل‌های کهکشان خیلی دقیقه، تونستن شرایط اولین ستاره‌های عالم، یعنی چند صد میلیون سال بعد از «مه‌بانگ» (همون Big Bang یا انفجار بزرگ که جهان رو شروع کرد) رو بازسازی کنن.

توی این شبیه‌سازی، تمرکز اصلی روی یه منطقه فشرده بود که چیزی حدود ده میلیون برابر جرم خورشیدمون جرم داشت. اسم این ساختار رو می‌ذارن «مینی‌هالوهای ماده تاریک». ماده تاریک (Dark Matter) یه جور چیز عجیبه که بیشتر دنیامون رو ساخته اما نه دیده می‌شه نه با نور کاری دارن – فقط با اثر گرانشی‌شون حضورشون رو می‌فهمیم!

نتیجه این شد که این مینی‌هالوها، گازها رو با گرانش وحشیانه‌شون می‌کشن داخل و همین باعث می‌شه همه‌ش یه محیط پر از تلاطم و آشفتگی ایجاد شه که گازها با سرعت سرسام‌آور این‌ور و اون‌ور می‌رن.

یه نکته جالب دیگه این بود که چون این محیط این‌قدر خشن بود، برخلاف تصورات قبلی، ستاره‌های اولیه معمولاً بزرگ و پرجرم نشدن. اصلاً واسه همین الان هیچ نشونه‌ای از ردپای این‌جور ستاره‌های غول پیدا نمی‌کنیم.

البته تیم چن فعلاً تموم نکرده؛ هنوز دارن بررسی می‌کنن که دقیقاً این طوفان‌های صوتی و تلاطم‌ها چجوری تو اون دوران تاثیر گذاشتن، مخصوصاً موقع شکل‌گیری ستاره‌های اولین در زمانی به اسم «سپیده‌دم کیهانی» (Cosmic Dawn – همون دوره‌ای که اولین بار ستاره‌ها روشن شدن تو دنیا، بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش!).

قراره تو شبیه‌سازی‌های بعدی، حتی میدان مغناطیسی هم وارد ماجرا بشه. چون می‌دونن الان تو کهکشان‌های امروز، تلاطم‌های صوتی می‌تونن قدرت مغناطیسی کلی رو بالا ببرن و حسابی تو شکل‌گیری ستاره‌ها تاثیر بذارن؛ شاید تو اون دوران اولیه جهان هم نقش اصلی رو داشتن!

این یافته‌های جالب تو ۳۰ جولای تو ژورنال Astrophysical Journal Letters چاپ شده و قراره راه رو واسه تحقیق‌های آینده، مخصوصاً با تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb Space Telescope که یکی از قوی‌ترین و خفن‌ترین تلسکوپ‌های دنیاست و عکس می‌گیره از جاهایی که هیچ جا بهشون دسترسی نداره!) هموار کنه.

درکل، دنیای ستاره‌های اولیه اصلاً ساکت و خلوت نبوده، خیلی هم خشن و پر سر و صدا بوده و حالا تازه داریم به رازهای اولین نورهای جهان نزدیک می‌شیم!

منبع: +