دانشمندان موفق شدهاند در کهکشانی بسیار دوردست به نام REBELS-25، که تنها حدود ۷۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ (بیگ بنگ) وجود داشته، حجم عظیمی از گاز سرد مورد نیاز برای شکلگیری ستارهها را بهطور مستقیم شناسایی کنند. این کشف میتواند پاسخی مهم به یکی از بزرگترین پرسشهای نجوم ارائه دهد؛ اینکه کهکشانهای نخستین جهان چگونه توانستند با چنین سرعتی رشد کنند.
شناسایی مونوکسید کربن از ۱۳ میلیارد سال پیش
نتایج این پژوهش که در نشریه علمی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده، توسط تیمی به سرپرستی Karin Cescon از Leiden University انجام شده است.
محققان با استفاده از تلسکوپهای قدرتمند NSF Very Large Array (VLA) و Atacama Large Millimeter/submillimeter Array نزدیک به ۴۰ ساعت به جستوجوی سیگنالهای بسیار ضعیف مونوکسید کربن در کهکشان REBELS-25 پرداختند.
این کهکشان دارای انتقال به سرخ z=7.31 است و در دورهای از تاریخ کیهان قرار دارد که با نام «عصر یونش مجدد» شناخته میشود. دانشمندان موفق شدند سیگنال CO(3-2) را در این کهکشان ثبت کنند؛ رکوردی که دورترین آشکارسازی مستقیم این نوع سیگنال مونوکسید کربن در جهان محسوب میشود.
مخزنی عظیم از گاز برای تولد ستارهها
ترکیب دادههای تلسکوپهای VLA و ALMA نشان میدهد جرم گاز مولکولی موجود در REBELS-25 حدود ۱۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید است.
بررسیها همچنین نشان میدهد حدود ۹۵ درصد جرم این کهکشان را گاز تشکیل میدهد؛ به این معنا که بیشتر مواد موجود در آن هنوز به ستاره تبدیل نشدهاند و بهعنوان ذخیرهای عظیم برای ستارهسازی در آینده عمل میکنند.
این یافته تأیید میکند که برخی از کهکشانهای نخستین جهان، از همان آغاز دوران رشد خود، دارای مقادیر بسیار زیادی ماده خام برای تولید ستاره بودهاند.
پاسخی به معمای رشد سریع کهکشانهای اولیه
پیش از این، دانشمندان تنها از طریق مدلهای نظری و شواهد غیرمستقیم وجود چنین مخازن گازی را حدس میزدند، اما اکنون برای نخستین بار توانستهاند این گازها را بهطور مستقیم مشاهده کنند.
شناسایی این گازها کار آسانی نبود. در چنین فواصل عظیمی، تابش پسزمینه کیهانی که بازمانده بیگ بنگ است، مانند یک نور مزاحم عمل میکند و سیگنالهای مونوکسید کربن را تضعیف میکند. همین مسئله باعث شده بود آشکارسازی مستقیم این گازها در کهکشانهای آغازین جهان بسیار دشوار باشد.
نسل جدید تلسکوپها چه خواهند کرد؟
دانشمندان معتقدند تلسکوپ آینده Next-Generation Very Large Array (ngVLA) میتواند چنین مشاهداتی را تا ۱۰ برابر سریعتر انجام دهد.
با بهرهگیری از این رصدخانه جدید، پژوهشگران خواهند توانست جمعیت بزرگی از کهکشانهای اولیه را بررسی کرده و بهتر درک کنند که جهان در نخستین میلیارد سال عمر خود چگونه شاهد شکلگیری سریع ستارهها و کهکشانهای عظیم بوده است.
