ستارگانی که راه شیری اولیه را روشن کردند

ایران - خبرگزاری اخباری

ستارگانی که راه شیری اولیه را روشن کردند

تصور کنید در حال تلاش برای بازسازی تاریخ یک شهر باستانی هستید، فقط با مطالعه قدیمی‌ترین سازه‌های بازمانده آن. شما نمی‌توانید شاهد ساخت آن باشید، نه می‌توانید با معماران اصلی مصاحبه کنید؛ تمام آنچه دارید، خود سازه‌ها هستند – موادشان، چیدمانشان، و سرنخ‌های ظریفی که در تار و پودشان گنجانده شده است. این دقیقاً چالشی است که اخترشناسان هنگام مطالعه شکل‌گیری کهکشان خودمان با آن روبرو هستند، و یک مطالعه اخیر به تازگی جامع‌ترین مجموعه سرنخ‌ها را تا به امروز در اختیار آنها قرار داده است.

کلید رمزگشایی این اسرار کیهانی در نوعی ستاره نهفته است که به عنوان RR Lyrae متغیر شناخته می‌شود. این ستاره‌های باستانی و تپنده در طول فقط چند ساعت منبسط و منقبض می‌شوند و مانند ضربان قلب آهسته، روشن‌تر و خاموش‌تر می‌شوند. آنچه آنها را به طور خاص خارق‌العاده می‌کند، قابلیت پیش‌بینی شگفت‌انگیز آنهاست. از آنجایی که اخترشناسان دقیقاً از روشنایی واقعی آنها آگاه هستند، می‌توانند با اندازه‌گیری صرفاً میزان درخشندگی آنها در آسمان، فاصله آنها را با دقت محاسبه کنند. در واقع، آنها به معنای واقعی کلمه به عنوان فانوس‌های کیهانی قابل اعتماد عمل می‌کنند.

به طور حیاتی، ستاره‌های RR Lyrae فوق‌العاده قدیمی هستند. ما در مورد میلیون‌ها سال صحبت نمی‌کنیم، بلکه در مورد بیش از ده میلیارد سال صحبت می‌کنیم. این ستاره‌ها در مراحل اولیه راه شیری، زمانی که خود کهکشان هنوز در کیهان اولیه و آشفته، اندکی پس از انفجار بزرگ، شکل می‌گرفت، پدید آمدند. این آنها را به یادگاران زنده، به فسیل‌های واقعی یک کهکشان در حال شکل‌گیری تبدیل می‌کند.

یک تیم بزرگ بین‌المللی از محققان، بزرگترین کاتالوگ از این فسیل‌های ستاره‌ای را تا به حال جمع‌آوری کرده است. این کاتالوگ شامل هزاران ستاره RR Lyrae است که اندازه‌گیری‌های دقیق فاصله را با داده‌های ماهواره گایا آژانس فضایی اروپا ترکیب می‌کند. مأموریت گایا موقعیت‌ها و حرکات بیش از یک میلیارد ستاره را با دقت فوق‌العاده‌ای به دقت ترسیم کرده است. داده‌های ترکیبی تصویری از مکان این ستاره‌های باستانی، سرعت حرکت آنها و جهتی که در آن حرکت می‌کنند را به اخترشناسان ارائه می‌دهد – اساساً، یک نقشه سه‌بعدی پویا از راه شیری اولیه، که می‌تواند مانند یک فیلم برای مشاهده تاریخ شکل‌گیری آن، به صورت مجازی "بازگردانده" شود.

یافته‌های این تحلیل جامع، فرضیه دیرینه‌ای را در مورد شکل‌گیری لایه‌های مختلف ساختاری راه شیری، که ما از پهلو در آسمان شب مشاهده می‌کنیم، به چالش می‌کشد. پیش از این، به طور گسترده‌ای اعتقاد بر این بود که این لایه‌ها در زمان‌های کاملاً متفاوتی شکل گرفته‌اند. با این حال، نتایج جدید نشان می‌دهند که این ساختارها به طرز شگفت‌انگیزی سریع و تقریباً در یک دوره زمانی مشابه شکل گرفته‌اند. تفاوت اصلی بین این لایه‌ها سن نیست، بلکه ترکیب شیمیایی آنهاست: ستاره‌های موجود در هال حاوی آهن کمتری نسبت به ستاره‌های موجود در دیسک ضخیم هستند، که به نوبه خود آهن کمتری نسبت به ستاره‌های دیسک نازک دارند. این گرادیان شیمیایی با فرآیند غنی‌سازی توضیح داده می‌شود: هر لایه متوالی با عناصر سنگین‌تری که توسط مرگ نسل‌های قبلی ستاره‌ها تولید شده‌اند، غنی شده است، نوعی میراث کیهانی که از طریق انفجارهای ابرنواختر منتقل شده است.

شاید یکی از چشمگیرترین یافته‌های این مطالعه مربوط به همسایه کهکشانی ما، یعنی کهکشان آندرومدا باشد. هنگامی که تیم تحقیق "اثر انگشت شیمیایی" ستاره‌های قدیمی راه شیری را با ستاره‌های موجود در آندرومدا (M31) مقایسه کرد، الگوهای به طرز شگفت‌انگیزی مشابهی را مشاهده کردند. این شباهت قابل توجه است، علی‌رغم تفاوت‌های قابل ملاحظه در اندازه بین این دو کهکشان و تاریخچه‌های متفاوت ادغام آنها با اجرام آسمانی کوچکتر. یافته‌ها نشان می‌دهند که فرآیند اساسی که اولین مرحله شکل‌گیری کهکشان را هدایت کرده است، به طور مداوم در هر دو کهکشان عمل کرده است.

خبرگزاری اخباری