تشکیل ستاره‌‌ای در جهان اولیه متوقف شده است؟!

نقشه خوشه کهکشانی تراکم اعضای کهکشان را در SPT-CLJ0421 خوشه پرجرم نشان می‌دهد. اخترشناسان که پنج نمونه از این خوشه‌ها را در حدود 4.5 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ مطالعه می‌کنند، نتیجه‌گیری کردند که تشکیل ستارگان آنها متوقف شده است. نمادها موقعیت کهکشان‌های فردی را نشان می‌دهد و صلیب نقطه تشخیص SPT را نشان می‌دهد. اعتبار: Strazzullo et al. 2019

خوشه‌های پرجرم کهکشان‌ها، بعضی با جرمی بیش از صد برابر کهکشان راه شیری، در حدود 3 میلیارد سال بعد از انفجار بزرگ، از دوره کیهانی شناسایی شده‌اند. فرایند شکل‌گیری ستاره در حال انجام آنها به اندازه کافی روشن است که در این فاصله‌ها شناسایی شود. ستاره‌شناسان به تکامل ستاره‌ها در جهان به ویژه از این نوع خوشه‌ها به دلیل فراوانی ستاره‌ها و فعالیت‌هایشان علاقه‌مند هستند.

تشکیل ستاره در کهکشان‌ها به هیچ وجه یک روند پایدار نیست. نه تنها می‌تواند توسط فعالیت انفجاری، که احتمالا توسط برخورد با یک کهکشان همسایه ایجاد می‌شود، اما ممکن است رخ دهد. تشکیل ستاره می‌تواند محدود شود زیرا ستارگان جوان پرجرم آن باد ابرنواختری ایجاد می‌کنند که می‌توانند ابرهای مولکولی را از هم جدا کنند و فرایند تشکیل ستاره‌ای را از بین ببرند. همراه با اختلال ناشی از جت‌های یک سیاهچاله غول‌پیکر با هسته فعال، که فرآیند کوئنچ کردن نامیده می‌شود خنک شده و فرایند تشکیل ستاره‌ای متوقف می‌شود. آیا این امر در جهان اولیه اتفاق می‌افتد یا خیر، و چه زمانی و چگونه پیش می‌رود، نقطه کلیدی از تحقیقات است (در متالورژی کوئنچ کردن به فرآیندی تلقی میشود که در آن قطعه کار پس از گرم شدن در یک دمای معین و در یک زمان حساب شده، به سرعت سرد میشود که با توجه به خواص مکانیکی مد نظر این سرد شدن در آب یا روغن و یا در هوا صورت میپذیرد(.
ستاره‌شناسان CfA مت اشبی و اسرا بالبول که عضو تیم تلسکوپ قطب جنوب (SPT) می‌باشند و به کشف و مطالعه خوشه‌های کهکشانی پرجرم در جهان اولیه می‌پردازند. آنها اخیرا یک مطالعه برای پیگیری تشکیل و جمعیت ستارگان در بیشتر خوشه‌های دور که در بررسی‌های SPT یافت می‌شوند، تکمیل کردند. با استفاده از دوربین IRAC در تلسکوپ فضایی اسپیتزر و دوربین تلسکوپ فضایی هابل، پنج خوشه در حدود 4.5 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، زمانی که کهکشانها به طور خاص در زمینه تولید ستارگان جدید فعال بودند، مورد بررسی قرار گرفتند. خوشه‌هایی با این اندازه در این فاصله بسیار نادر هستند و این اولین مطالعه‌ای است که تاکنون توسط آنها انجام شده است.

با استفاده از رنگ مادون قرمز کهکشان‌ها در خوشه‌های انتخاب شده توسط SPT، دانشمندان توانستند ستاره‌ها و فعالیت‌های شکل‌گیری ستاره‌ای را مشخص کنند. دانشمندان دریافتند که، به طرز شگفت‌انگیزی، در طی این دوره، خوشه‌های پرجرم تمایل دارند که طیف وسیعی از انواع کهکشان‌ها را در اختیار داشته باشند، که کاملا عادی است. ظاهرا در بین اعضای خوشه‌های ساکن فرایند خنثی‌سازی یا متوقف کردن تشکیل ستاره در حال حاضر رخ داده است. اخترشناسان نتیجه می‌گیرند که تشکیل ستارگان می‌تواند در مناطق مرکزی خوشه‌های پرجرم حتی در دوره‌های اولیه کیهان، زمانی که شدیدترین فرایند تشکیل ستاره‌ای وجود داشت، متوقف شود.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Suppressed star formation in the early universe
by Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
https://phys.org/news/2019-05-suppressed-star-formation-early-universe.html