کشف هیولاهای کیهانی در قلب خوشههای ستارهای باستانی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب!!
ستارهشناسان نشانههایی از ستارگان بسیار پرجرم را در مرکز خوشه های کروی کشف کردهاند که اندکی پس از انفجار بزرگ متولد شدهاند.
خوشه کروی مسیه 13 یا خوشه هرکول که توسط تلسکوپ فضایی هابل دیده میشود. جایی در قلب این جمعیت متراکم ستارهای ممکن است هیولاهای کیهانی به نام سوپراستارها قرار بگیرند. (اعتبار تصویر: ناسا، ESA، و تیم میراث هابل (STScI/AURA)؛ قدردانی: سی بیلین (دانشگاه ییل)، دبلیو لوین (موسسه فناوری ماساچوست)، آ. ساراجدینی (دانشگاه فلوریدا)، و دبلیو ون آلتنا (دانشگاه ییل))
مشاهدات جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) نشان میدهد که هیولاهای کیهانی در خوشههای ستارهای متراکم زندگی میکنند که تنها چند صد میلیون سال پس از تولد جهان متولد شده اند.
این هیولاها ستارگانی بسیار پرجرم هستند که JWST نشانه هایی از آنها را در خوشه های کروی مشاهده کرد که حدود 13.4 بیلیون سال پیش متولد شده اند.
خوشههای کروی تقریباً در هر کهکشانی یافت می شوند. راه شیری کهکشان ما میزبان حداقل 180 مورد از آنهاست. خوشههای کروی نه تنها پرجرمترین و قدیمیترین گروههای ستارهای هستند، که اغلب شامل یک میلیون ستاره در اوایل 440 میلیون سال پس از انفجار بزرگ هستند، بلکه این ستارگان میتوانند ناهنجاریهایی را نشان دهند که در هیچ مجموعه ستارهای دیگر یافت نمیشوند.
برای مثال، ستارگان خوشهای کروی تمایل دارند سطوح بالایی از تنوع ترکیبی را نشان دهند، علیرغم این واقعیت که آنها با هم در یک زمان از یک ابر در حال فروپاشی از گاز خنک و غبار متولد شدهاند. نسبت اکسیژن، نیتروژن، سدیم و آلومینیوم از یک ستاره به ستاره دیگر در خوشههای کروی متفاوت است. توضیح این به اصطلاح «ناهنجاریهای فراوانی» به چالش مهمی برای ستارهشناسان تبدیل شده است.
یک توضیح بالقوه برای این رمز و راز، که در سال 2018 ارائه شد، این است که ستارگان پرجرم، ابر گاز اصلی را با تشکیل خوشههای کروی “آلوده میکنند”. این امر منجر به این میشود که ستارههای شیرخوار در حین شکلگیری به طور ناموزونی با عناصر شیمیایی غنی شوند.
اکنون، تیمی از محققان اعلام کردهاند که JWST ردپایی شیمیایی پیدا کرده است که نشان میدهد ستارههای هیولایی واقعاً در خوشههای ستارهای کمین کردهاند، بنابراین اولین شواهد رصدی برای این نظریه غنیسازی ارائه میشود.
کورین شاربونل، سرپرست تیم تحقیق، استاد نجوم در دانشگاه ژنو در سوئیس، در بیانیهای گفت: امروز به لطف دادههای جمع آوری شده توسط JWST، ما معتقدیم که اولین سرنخ از حضور این ستارههای خارق العاده را یافتهایم.
این ابرستارگان پرجرم بین 5000 تا 10000 برابر خورشید جرم دارند و در هسته خود به 135 میلیون درجه فارنهایت (75 میلیون درجه سانتیگراد) داغ هستند، در حالی که قلب خورشید دارای دمای 27 میلیون درجه فارنهایت (15 میلیون درجه سانتیگراد) یا بیشتر است. با وجود اندازه ترسناک و دمای وحشتناک آنها، یافتن این هیولاهای ستارهای همیشه آسان نیست، به این دلیل است که آنها از طریق سوخت خود برای همجوشی هستهای به سرعت میسوزند و بنابراین طول عمر کوتاهی دارند.
مارک گیلس، عضو تیم، از دانشگاه بارسلونا در همین بیانیه گفت: خوشههای کروی بین 10 تا 13 میلیون سال سن دارند، در حالی که حداکثر طول عمر ابرستاره ها دو میلیون سال است. “بنابراین آنها خیلی زودتر از خوشههایی ناپدید شدند که در حال حاضر قابل مشاهده هستند. فقط آثار غیرمستقیمی باقی مانده است.”
برای شناسایی نشانههایی از این ستارگان پرجرم، تیم مطالعه به دید مادون قرمز JWST روی آوردند تا خوشههای کروی را زودتر از موعد پیدا کنند. این تلسکوپ فضایی قدرتمند، نوری را دید که از یکی از دورترین و قدیمیترین کهکشانهای کشف شده تا به امروز، GN-z11 ساطع شده بود. این کهکشان در فاصله 13.3 بیلیون سال نوری از ما واقع شده است و JWST آن را همانطور میبیند که تنها چند ده میلیون سال از عمرش میگذشت که آن را به عنوان محل شکار خوشههای کروی جوان انتخاب میکند.
از آنجایی که عناصر شیمیایی نور را در فرکانسهای خاصی جذب و ساطع میکنند، طیف نور از منابع کیهانی حاوی «اثر انگشتی» است که به ترکیب اجرام آسمانی اشاره میکند. اخترشناسان نوری را از GN-z11 که توسط JWST دیده میشد گرفته و آن را تجزیه کردند و در این فرآیند دو قطعه اطلاعات ارزشمند را یافتند.
دانیل شایرر، یکی از اعضای تیم مطالعه، استاد نجوم در دانشگاه ژنو، گفت: ثابت شده است که [GN-z11] دارای نسبتهای بسیار بالایی از نیتروژن و چگالی بسیار بالایی از ستارگان است.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Cosmic monsters found lurking at heart of ancient star clusters by the James Webb Space Telescope
By Robert Lea
https://www.space.com/supermassive-stars-globular-clusters-james-webb-space-telescope