خب بچه‌ها، آماده‌اید یه داستان علمی-تخیلی واقعی رو بشنوید؟ تلسکوپ فضایی جیمز وب (همون JWST معروف که خیلی سر و صدا کرده) یه سری چیزای عجیب تو دنیا کشف کرده که دانشمندها رو قشنگ تو فکر فرو برده!
ماجرا از این قراره که یکی از دورترین اجرامی که تا حالا جیمز وب کشف کرده، ممکنه اصلاً یه ستاره معمولی نباشه! دانشمندها دارن میگن شاید با یه چیزی به اسم “ستاره تاریک” طرف باشیم. تازه چهار تا کاندید هم براش پیدا کردن!
حالا ستاره تاریک چیه؟
ستاره تاریک (Dark Star) اصلاً یه چیز جدید و جنجالیه که اولین بار سال ۲۰۰۷ ایده‌ش زده شد. قضیه ش اینه: فرض کنید بعد از بیگ‌بنگ (یعنی همون انفجار بزرگ اول عالم که همه چیز رو ایجاد کرد) سحابی‌های هیدروژن و هلیوم جمع بشن و برن سمت اینکه یه ستاره درست کنن. اما اگه وسط ماجرا پای ماده تاریک (Dark Matter یعنی یه جور ماده اسرارآمیز که ما نمی‌بینیمش اما تأثیرات گرانشی داره) وسط باشه، به جای ستاره معمولی، ممکنه ستاره تاریک درست بشه!
فرقشون چیه؟ ستاره تاریکا به نظر خیلی غول‌پیکرن! مثلاً ممکنه جرمشون به یه میلیون برابر خورشید (!) برسه و حتی یه میلیارد بار درخشان‌تر باشن. یعنی کلاً با چیزی که می‌شناسیم فرق دارن.
ولی یه نکته باحال: کاترین فریس (Katherine Freese) – پروفسور فیزیک و یکی از اولین کسایی که این نظریه رو داد – میگه این اسمش “تاریک” یه جورایی اشتباهه؛ چون نه کاملاً از ماده تاریکن، نه واقعاً تاریکن! اتفاقاً خیلی هم روشن و بزرگن.
جیمز وب چطور اینا رو پیدا کرد؟
خب تیم پژوهش، داده‌های یه پایگاه به اسم Advanced Deep Extragalactic Survey (یه جور برنامه جستجو برای کشف چیزای خیلی دور تو فضا) رو زیر و رو کرده. اونا بیشتر سراغ داده‌های ابزار NIRSpec رفتن – یه وسیله پیشرفته که می‌تونه دقیقاً بفهمه هر شی آسمونی چه نوری ساتع می‌کنه و اطلاعاتی مثل دما و ترکیب مواد رو بده.
برای شکار ستاره تاریک، چندتا شرط گذاشتن: مثلاً سیگنال‌هاشون باید از زمان خیلی قدیم باشه (همون Redshift 10 یا بیشتر – یعنی دست‌کم ۵۰۰ میلیون سال بعد از بیگ بنگ)، جنسشون فقط هیدروژن و هلیوم باشه (پس هیچ عنصر سنگینی نباید توشون باشه) و از یه جرم واحد بیان.
چهار کاندیدای اصلی که پیدا شدن اینان: JADES-GS-z11-0، JADES-GS-z13-0، JADES-GS-z14-0 و JADES-GS-z14-1. جالب اینجاست که مورد آخرش، یعنی JADES-GS-z14-0، دومین جسم دوردستی هست که تا حالا جیمز وب دیده.
سرنخ‌های هیجان‌انگیز
وقتی شبیه‌سازی‌ها رو روی این چهارتا انجام دادن، فهمیدن که همشون کاملاً می‌تونن ستاره تاریک باشن – حتی شاید از نوع اَبَرستاره تاریک (یعنی خیلی بزرگ‌تر و پرنورترش!).
حالا یه نشونه گنده: توی داده‌ها، مخصوصاً برای JADES-GS-z14-0، یه جور امضای نوری پیدا کردن که بهش میگن “اثر جذب هلیوم یونیزه شده” (یعنی یه علامت خاص که فقط توی ابرستاره‌های تاریک انتظار میره دیده بشه). هیچ جسم دیگه‌ای توی این محدوده سنی و فاصله (اون اوایل عالم) همچین اثری تولید نمی‌کنه. پس این موضوع کلی دانشمندها رو هیجان‌زده کرده.
اما ماجرا اینجا تموم نمی‌شه!
ردپای اکسیژن: یه دردسر جدی!
یه پایگاه دیگه به نام ALMA هم همون جرم رو نگاه کرده و فهمیده که انگار JADES-GS-z14-0 اکسیژن ساطع می‌کنه – و اینجا یه کم اوضاع پیچیده میشه. چون اکسیژن توی ستاره‌هایی درست میشه که با همجوشی هسته‌ای (Nuclear Fusion یعنی فرآیندی که ستاره‌های عادی مثل خورشیدمون ازش انرژی می‌گیرن) کار می‌کنن، نه ستاره تاریکا! خود کاترین فریس هم گفته این موضوع یه‌کم نگران‌کننده‌ست؛ چون اگه مقدار اکسیژن زیاد باشه، بعیده با یه ستاره تاریک طرف باشیم. الان دارن شبیه‌سازی می‌کنن تا بفهمن “چقدر اکسیژن مجازه” تا هنوز یه جرم ستاره تاریک حساب بشه.
خود این نظریه هم یه عالمه مخالف داره!
خیلی از اخترفیزیک‌دان‌ها – مخصوصاً کسانی که روی ستاره‌های نسل سوم (Population III Stars یعنی اولین ستاره‌های عالم) کار می‌کنن – اصلاً قبول ندارن که ستاره تاریک بشه شکل بگیره. مثلاً دانیل ویلن (Daniel Whalen) که از محققان مطرح این حوزه‌ست، میگه “مهم‌ترین ایراد این تحقیقه که اصلاً ستاره تاریک رو از ستاره‌های ابرغول نخستین (Supermassive Primordial Stars – که اونم تو همون دوران‌های اول عالم شکل گرفتن) جدا نکرده.”
یعنی شاید این جرم‌هایی که دیده شده، به جای ستاره تاریک، همون ستاره‌های ابتدایی و عظیم باشن که با ماده تاریک کاری ندارن.
ولی اون طرف ماجرا، کوزمین ایلیه (Cosmin Ilie – یکی از نویسندگان تحقیق) میگه عمر ستاره تاریکا از اون ستاره‌های “ابرنخستین” بیشتره. پس اگه آمار بیشتری از این مدل جرم‌ها به دست بیاد، احتمالاً واقعا ستاره تاریکن.
حالا یعنی موضوع تموم شده؟ اصلاً! الان دانشمندها دارن روش‌های خودکار برای پیدا کردن این کاندیداها توسعه میدن تا فقط باید چشماشون رو باز نگه دارن و منتظر باشن ببینن چی پیدا میشه! شاید بتونن یه جوابی برای این معمای بزرگ عالم پیدا کنن.
در کل، کشف احتمالی ستاره تاریکا (اگه واقعا وجود داشته باشن) می‌تونه معمای سرعت شکل‌گیری سیاه‌چاله‌های غول‌پیکر اوایل عالم رو هم حل کنه. همچنین ممکنه نشون بده ماده تاریک واقعاً چه جور موجود مرموزیه.
پس فعلاً باید صبر کنیم، ولی اگه تایید بشه دنیای اخترفیزیک کلاً زیر و رو میشه!
منبع: +
