جیمز وب «هیولاهای آسمانی» را شکار کرد!

تلسکوپ فضایی جیمز وب در کهکشانی با فاصله بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری از ما، نشانه‌هایی از ستارگان کلان‌جرمی را رصد کرده است که پیش از این ناشناخته بودند. به گفته اخترشناسان این ستارگان پرجرم موسوم به «هیولاهای آسمانی» میلیون‌ها برابر خورشید تلالو دارند.

بزرگ‌ترین ستارگانی که تاکنون توسط دانشمندان مشاهده شده‌اند جرمی در حدود ۳۰۰ برابر خورشید داشته‌اند. این در حالی است که ستاره‌های تازه‌‌کشف‌شده دارای جرم تخمینی ۵ تا ۱۰ هزار برابر خورشید هستند! پیش‌تر در سال ۲۰۱۸ گروهی از محققان اروپایی در تلاش برای توضیح یکی از اسرار بزرگ نجوم وجود چنین ستارگان پرجرمی را پیش‌بینی کرده بودند، با این حال نشانه‌ای از وجود آنان مشاهده نشده بود.

برای دهه‌هاست که تنوع بزرگ ستارگان مختلف در خوشه‌های کروی (Globular cluster) فکر اخترشناسان را به خود مشغول کرده است. این خوشه‌ها که اکثرا بسیار قدیمی هستند، می‌توانند میلیون‌ها ستاره را در فضای نسبتا کوچکی در خود جای دهند. خوشه کروی مجموعه‌ای از ستارگان فشرده به یکدیگر است که تعدادشان از ده‌ها هزار تا صدها هزار ستاره متغیر است. خوشه‌های کروی معمولا دایره‌ای شکل بوده و تقریبا ۱۰۰ سال نوری پهنا دارد.

پیشرفت‌ها در نجوم تعداد فزاینده‌ای از خوشه‌های کروی را نشان داده است که گمان می‌رود حلقه مفقوده بین نخستین ستاره‌های جهان و اولین کهکشان‌ها باشند. کهکشان راه شیری ما بیش از ۱۰۰ میلیارد ستاره دارد و حدود ۱۸۰ خوشه ستاره‌ای کروی را در خود جا داده است، اما چرا ستارگان این خوشه‌ها، علی‌رغم اینکه احتمالا همه در یک زمان و از یک ابر گازی به دنیا آمده‌اند، دارای چنین عناصر شیمیایی متنوعی هستند؟

در همین رابطه بخوانید: جیمز وب چگونه جهان را در میلیاردها سال قبل کاوش می‌کند؟+اینفوگرافیک

راز خوشه‌های کروی چیست؟

بسیاری از ستارگان این خوشه‌ها دارای عناصری هستند که برای تولید به مقادیر عظیمی از گرما نیاز دارند. این درجه حرارت بسیار بالاتر از دمایی است که تصور می‌شود ستارگان در هسته خود به آن برسند. برای مثال دمای مرکز خورشید در حدود ۱۵ تا ۲۰ میلیون درجه سانتیگراد است.

محققان در تلاش برای پاسخ به این سوال به یک راه حل ممکن رسیدند؛ باید یک ستاره بسیار پرجرم وجود داشته باشد که این مواد را به بیرون پرتاب می‌کند. آن‌ها معتقدند این ستارگان عظیم از برخوردهای پی در پی در خوشه‌های کروی فشرده به وجود آمده‌اند.

کورین شاربونل (Corinne Charbonnel)، اخترفیزیکدان دانشگاه ژنو (University of Geneva) سوئیس، می‌گوید: «‌یک نوع ستاره مادر ستاره‌های بیشتری را در دل خود می‌پروراند. در واقع مانند یک رآکتور هسته‌ای عظیم به طور مداوم توسط ماده تغذیه می‌شود و سپس مقدار زیادی از آن را به بیرون پرتاب می‌کند.»

این به اصطلاح آلودگی دورریخته‌شده به نوبه خود ستاره‌های جوان در حال شکل‌گیری را تغذیه می‌کند. در واقع آن ستاره‌ها هر چه به ستاره پرجرم نزدیک‌تر باشند، تنوع بیشتری از مواد شیمیایی دریافت می‌کنند.

اکتشافات جیمز وب

خوشه‌های کروی مذکور در کهکشان GN-z11 یافت شدند که بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد و نوری که ما از آن‌ها می‌بینیم تنها ۴۴۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ پدید آمده است. این کهکشان توسط تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۵ کشف شد و تا مدت‌ها رکورد دورترین کهکشان مشاهده‌شده را در اختیار داشت. در نتیجه تلسکوپ جیمز وب نیز به عنوان یکی از اولین هدف‌های خود بر روی آن تمرکز کرد و نخستین رصدها در سال گذشته منتشر شد.

اخترشناسان معتقدند تلسکوپ جیمز وب دو حقیقت مهم را درباره آن‌ها نشان داده است؛ یکی چگالی باورنکردنی ستارگان در خوشه‌های کروی و دیگری وجود نیتروژن زیاد. کشف دوم از آن جهت مهم‌تر است که برای تولید نیتروژن به دماهای واقعا شدید نیاز است؛ دماهایی که محققان معتقدند تنها می‌تواند توسط یک ستاره پرجرم تولید شود.

دانشمندان تخمین می‌زنند که عمر متوسط ستارگان پرجرم تنها حدود دو میلیون سال است؛ امری که در مقیاس زمانی کیهانی تنها یک چشم به هم زدن محسوب می‌شود! با این حال، آن‌ها گمان می‌کنند خوشه‌های کروی تا حدود دو میلیارد سال پیش وجود داشته‌اند و در نتیجه هنوز می‌توانند آثار بیشتری از ستارگان کلان‌جرم خود را آشکار کنند.