یک گنجینه مولکولی در ۲ کهکشان باستانی کشف شد

به گزارش گروه دانش و فناوری، گنجینه‌ای از مولکول‌ها در دو کهکشان پیدا شده است که آنها را در بیش از ۱۲ میلیارد سال پیش می‌بینیم. این مولکول‌ها اطلاعاتی را در مورد چگونگی تشکیل شدن ستاره‌ها در قلمروهای باستانی آشکار می‌کنند.

یکی از کهکشان‌های دور موسوم به «APM ۰۸۲۷۹+۵۲۵۵»، خانه یک اختروش است و کهکشان دیگر موسوم به «NCv۱.۱۴۳»، یک کهکشان عادی‌تر به شمار می‌رود. هر دو کهکشان با سرعت بالا در حال تشکیل دادن ستاره هستند و میزان ستاره‌های آنها صدها برابر بیشتر از ستاره‌هایی است که کهکشان راه شیری در حال حاضر تولید می‌کند.

این دو کهکشان توسط ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ رادیویی «آرایه میلی‌متری گسترده شمالی» یا «نئوما»(NOEMA) در فرانسه مشاهده شدند. نئوما می‌تواند امواج رادیویی میلی‌متری و زیر میلی‌متری را تشخیص دهد. یک گروه پژوهشی به سرپرستی «چنتائو یانگ»(Chentao Yang) از «دانشگاه صنعتی چالمرز»(Chalmers) سوئد، انتشارات ۱۳ مولکول مختلف را به طور شگفت‌انگیزی در این دو کهکشان شناسایی کردند.

یانگ در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: ما بخشی از طیف الکترومغناطیسی را می‌بینیم که مشاهده آن در کهکشان‌های نزدیک دشوار است اما به لطف انبساط کیهان، نور کهکشان‌های دوردست از این دست به طول موج‌های بلندتری منتقل می‌شود. این طول موج‌های بلندتر را می‌توانیم با تلسکوپ‌های رادیویی ببینیم که طول موج‌های زیر میلی‌متری را رصد می‌کنند.

این کشف، بزرگ‌ترین مجموعه مولکول‌هایی را تشکیل می‌دهد که تاکنون در کهکشان‌ها در چنین فواصل زیادی شناسایی شده‌اند. کهکشان‌ها اکنون حدود ۲۰ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند و به دلیل انبساط کیهانی، فاصله آنها بیشتر شده است.

آرایه نئوما

از میان ۱۳ نوع مختلف مولکول شناسایی‌شده می‌توان به مونوکسید کربن، مونو سولفید کربن، رادیکال سیانو، کاتیون فرمیل، سیانید هیدروژن، ایزوسیانید هیدروژن، اکسید نیتریک و آب اشاره کرد. همچنین گروه یانگ، پنج مولکول را شناسایی کردند که پیشتر در جهان اولیه دیده نشده بودند. این مولکول‌ها عبارتند از سیکلوپروپنیلیدین، دیازنیلیم، رادیکال‌های مولکول آلی اتینیل، یون‌های هیدرونیوم و رادیکال‌های متیلیدین.

همه این مولکول‌ها معمولا در گاز میان‌ستاره‌ای موجود در کهکشان راه شیری ما یافت می‌شوند و هر کدام از آنها سرنخ‌هایی را در مورد محیطی ارائه می‌دهند که در آن یافت می‌شوند و ما شاهد تشکیل شدن تعداد زیادی ستاره در آن هستیم. یانگ گفت: ما می‌دانستیم که این کهکشان‌ها کارخانه‌های ستاره‌سازی فوق‌العاده‌ای هستند و شاید از بزرگترین کهکشان‌هایی باشند که جهان تا به حال دیده است.

همچنین، این گروه پژوهشی دریافتند که اختروش موجود در APM ۰۸۲۷۹+۵۲۵۵ حاوی گاز مولکولی برانگیخته‌تر با دما و چگالی بالاتر از کل NCv۱.۱۴۳ است که احتمالا باید نتیجه فعالیت اطراف سیاه‌چاله اختروش باشد. فراوانی مولکولی آن شبیه کهکشان‌هایی با سیاه‌چاله‌های فعال در جهان جدید است. به طور مشابه، موجودی مولکولی NCv۱.۱۴۳ شبیه به کهکشان‌های خانه ستاره‌های محلی است که ستاره‌های زیادی را می‌سازند. از جمله این کهکشان‌ها می‌توان «کهکشان سیگار»(Cigar Galaxy) یا «مسیه ۸۲»(Messier ۸۲) را در صورت فلکی دب اکبر نام برد. به نظر می‌رسد که شیمی این نوع کهکشان‌ها در ۱۲ میلیارد سال پیش وجود داشته است.

اما همه چیز یکسان نیست. قدرت انتشار برخی از مولکول‌ها مانند دی‌اکسید کربن همراه با شرایط ناملایم در گاز ستاره‌ساز دو کهکشان، چیزی را نشان می‌دهد که «تابع جرم اولیه بسیار سنگین» نامیده می‌شود. «تابع جرم اولیه»(IMF) نشان می‌دهد که چه تعداد ستاره با جرم معین می‌توانند تشکیل شوند. این در حالی است که ستاره‌های کم‌جرم، بسیار رایج‌تر از ستاره‌های با جرم بالا هستند. تابع جرم اولیه بسیار سنگین نشان می‌دهد که ستارگان پرجرم‌تری نسبت به امروز می‌توانستند در کیهان اولیه شکل بگیرند. این ممکن است نه تنها توضیح دهد که چرا کهکشان‌های جهان اولیه شناسایی‌شده توسط «تلسکوپ فضایی جیمز وب» درخشان‌تر از حد انتظار هستند، بلکه وجود ستاره‌های پرجرم‌تری را نیز نشان می‌دهند که با شتاب گرفتن ابرنواخترها منفجر می‌شوند و توزیع عناصر سنگین در فضا را توضیح می‌دهند.

«پیر کاکس»(Pierre Cox) پژوهشگر «دانشگاه سوربن»(Sorbonne University) فرانسه و از اعضای این گروه پژوهشی گفت: قابل‌توجه‌ترین کهکشان‌ها در جهان اولیه سرانجام می‌توانند داستان خود را از طریق مولکول‌های خود بازگو کنند.

این پژوهش در مجله «Astronomy and Astrophysics» به چاپ رسید.

انتهای پیام