حتماً تا الان کلی اسم و رسم تلسکوپ فضایی جیمز وب به گوشتون خورده؛ اون تلسکوپی که یه جهان جدید رو جلوی چشممون باز کرد. خب، الان دانشمندا با همین جیمز وب تونستن یه چیز عجیب کشف کنن: ردپای ستارههایی که میگن “monster stars” یا همون ستارههای هیولایی که خیلی خیلی از خورشید خودمون بزرگتر بودن!
داستان اینه: تو یه کهکشان به اسم GS 3073 که تقریباً یه میلیارد سال بعد از بیگ بنگ (اون لحظهای که دنیا شروع شد) تشکیل شده، رد ستارههایی پیدا شده که جرمشون بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ برابر خورشید خودمون بوده! یعنی انگار ۱۰۰۰ تا خورشید با هم جمع بشن یه دونه از اینا رو میسازن.
معمولاً میگیم “سیاهچالههای ابرغول” (supermassive black holes) چطوری تو اوایل عمر دنیا ساخته شدن؟ خب یکی از حدسا این بود که شاید این ستارههای هیولایی سریعاً منفجر بشن و تبدیل به سیاهچاله شن و اون توله سیاهچالهها کمکم بزرگ بشن. الان ما یه نشونه محکم برا این فرضیه پیدا کردیم!
این تحقیق رو یه تیم مشترک از دانشگاه هاروارد-اسمیتسونیَن و دانشگاه پورتموث انگلیس انجام داده و تو مجله Astrophysical Journal Letters هم چاپش کردن. دنیل ویلن، یکی از نویسندهها، میگه: “این کشف واقعاً میتونه یه معمای ۲۰ سالهی کیهانشناسی رو حل کنه.” مثلاً همین هیولاهای فضایی انگار دایناسورای زمین بودن: بزرگ، قدیمی و خیلی عمر کوتاه داشتن — فقط حدود ۲۵۰ هزار سال زنده میموندن که تو مقایسه با عمر کائنات واقعاً چشم به هم زدنه!
حالا چطوری فهمیدن این ستارهها واقعاً اونجان؟ دانشمندا توی کهکشان GS 3073 یه اثر شیمیایی خیلی عجیب پیدا کردن: نسبت نیتروژن به اکسیژن خیلی غیرعادی بود، دقیقاً همونی که قبلاً مدلسازیهاشون درباره ستارههای اولیهی هزاربرابری پیشبینی کرده بود — یعنی یه جور امضای شیمیایی که معمولاً فقط تو هیولاهای فضایی پیداش میشه!
یکم علمیتر بخوایم بگیم: تو این ستارهها سوخت و ساز عجیب جریان داشته. اول تو هستهشون هلیوم میسوزوندن و کربن درست میکردن. بعد این کربنها کمکم میزد بیرون و با هیدروژن لایههای بیرونی ترکیب میشد و نیتروژن میساخت. (اصطلاحاً به این واکنشها و جریانها میگن convection، یعنی جریان همرفتی که باعث میشه مواد داخل ستاره قاطیپاتی بشن!) بعد این نیتروژن پخش میشده تو کل ستاره و سر آخر انقدر زیاد میشده که بخشیش وارد فضا میشده. تازه فقط تو ستارههایی با جرم بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ برابر خورشید این اثر دیده میشه؛ نه کوچیکترها دارنش، نه خیلی هیولاییها! یعنی مثل اینکه یه بازه طلایی واسه تولید این «امضا» وجود داره.
از اون جالبتر اینه که تیم تحقیقاتی فکر میکنن GS 3073 همین الان هم وسطش یه سیاهچالهی گرسنهی فعال داره! خودشون میگن شاید این همون سیاهچالهای باشه که از فروپاشی یکی از این ستارهها درست شده؛ یعنی دو تا معما رو با هم حل میکنیم: هم اثر نیتروژن و هم سرگذشت سیاهچاله!
تا حالا چند تا نظریه واسه شکلگیری سیاهچالههای ابرغول در ابتدای دنیا بود: یکی میگفت شاید اونا مستقیماً از فروریختن ابرهای فوق چگال گازی درست شدن (یعنی بدون ستاره قبلی)، یه نظریه دیگه هم به نقش مادهی تاریک (Dark Matter یعنی نوع خاصی از ماده که نمیشه دیدش ولی میدونیم هست چون رو گرانش تأثیر میذاره) اشاره میکرد. اما الان این فرضیه که ستارههای هیولایی وقتی مردن خودشون تبدیل به سیاهچاله شدن، داره قویتر میشه.
جک دیگه این داستان اینه که کشفهای جیمز وب دارن به ما نشون میدن تولد ستارهها چقدر رو شیمی و مسیر کیهان اثر گذاشته. حتی چیزی به اسم “عصر تاریکی کیهان” (cosmic dark ages یعنی زمانی که هنوز دنیا پرستاره نشده بود) داره کمکم روشن میشه! و این تازه اول راهه، بازم باید کلی تحقیق کنیم و بیشتر بفهمیم این هیولاهای بامزه چند تا راز دیگه رو رو میکنن!
در کل، داستان این ستارههای هیولایی هم مثل دایناسورهای فضاییه که با وجود کوتاه عمر بودنشون، یادگارهای شیمیاییشون بعد میلیاردها سال هنوزم کلی حرف برا گفتن دارن و شاید سرنخ بزرگترین معماهای تاریخ کیهان رو تو خودش داشته باشن.
منبع: +
