خوشه کهکشانی شناساییشده در جهان اولیه به قدری داغ است که وجود آن شگفتآور به نظر میرسد
پژوهشگران موفق به شناسایی یک ساختار کمنظیر و تقریبا غیرقابل تصور در اعماق فضا شدهاند: خوشهای از کهکشانها با دمای باور نکردنی و قدمتی به اندازه 12 میلیارد سال. این کشف به شدت با فهم فعلی ما از کیهان در تضاد است. این خوشه تنها بیشتر از آنچه که نظریههای موجود میگویند داغ و پرانرژی است، بلکه به احتمال زیاد انگارههای ما درباره چگونگی شکلگیری ستارهها و توسعه خوشههای کهکشانی در دوران جوانی جهان را بهطور قابل توجهی دستخوش تغییر خواهد کرد.
خوشهای که مورد اشاره است با نام SPT2349-56 شناخته میشود و توسط یک تیم بینالمللی از ستارهشناسان مورد بررسی قرار گرفته است. این محققان از شبکه رصدی میلیمتری و زیرمیلیمتری آتاکاما (ALMA) مستقر در صحرای آتاکامای شیلی برای مشاهده این خوشه بهره بردند. خوشههای کهکشانی به عنوان تجمعهای عظیمی از کهکشانها شناخته میشوند که تحت تأثیر نیروی گرانش، در کنار یکدیگر جمع آمدهاند و شامل مقادیر زیادی از گاز داغ و ستارهها هستند.
دازه ژو، دانشجوی دکتری در دانشگاه بریتیش کلمبیا و نویسنده اصلی این پژوهش، اظهار داشت: «ما به هیچ وجه انتظار نداشتیم که بخواهیم چنین دمای فوقالعادهای را در این دوره تاریخی از کیهان مشاهده کنیم. در ابتدا به این سیگنال شک داشتم؛ زیرا بسیار قویتر از آن چیزی بود که میتوانست واقعی باشد، اما پس از ماهها تحقیق و بررسی، این نتیجه را تأیید کردیم که دمای این گاز حداقل پنج برابر بیشتر از پیشبینیها است و حتی از خوشههای کنونی هم داغتر و پرانرژیتر است.»
خوشه کهکشانی فوقالعاده داغی به نام SPT2349-56 در دوران آغازین کیهان کشف شده که دمای آن حداقل پنج برابر بیشتر از حد انتظارات نظریههای موجود است.
مرکز این خوشه به تنهایی حدود نیم میلیون سال نوری را در بر میگیرد. در مقایسه، هاله کهکشان خود ما، یعنی کهکشان راه شیری، تقریباً به همین اندازه است، اما نرخ تولید ستاره در این خوشه بیش از 5000 برابر کهکشان ماست. به عبارت دیگر، این خوشه به تولید ستارههای بسیار بیشتری در مقایسه با خوشههای فعلی میپردازد و این میزان انرژی در یک خوشه جوان برای ستارهشناسان حیرتانگیز محسوب میشود.
چپمن، استاد دانشگاه دالهوزی و نویسنده همکار این مقاله، توضیح داد: «این حقیقت که چیزی در کهکشان اولیه، به احتمال زیاد سه سیاهچاله پرجرم جدیداً کشفشده در هسته این خوشه، از همان ابتدا حجم زیادی انرژی به محیط اطراف خود میفرستند و خوشه جوان را تحت تأثیر قرار دادهاند، نشاندهنده این است که این فرآیند خیلی زودتر و با شدت بیشتری از آنچه که ما تصور میکردیم، صورت گرفته است.»
سیاهچالههای با جرم زیاد، اشیاء غولپیکری هستند که در مرکز برخی کهکشانها قرار دارند و به واسطه نیروی گرانش بسیار قوی خود قادر به آزادسازی مقادیر وافری از انرژی میباشند. این انرژی موجب داغ و متراکم شدن گازها و مواد اطراف آنها شده و به شکلگیری ستارههای جدید یاری میرساند.
نظریههای قدیمی بیان میکنند که خوشههای کهکشانی انرژی خود را از کشیده شدن و فشرده شدن گازها به خاطر نیروی گرانش بهدست میآورند. اما تحقیقات جدید نشان میدهد که ممکن است عوامل دیگری، فارغ از نیروی گرانش، در شکلگیری و تکامل این خوشهها نقش داشته باشند.
این کشف تازه به ستارهشناسان این امکان را میدهد که درک بهتری از فرایند شکلگیری خوشههای کهکشانی و چگونگی تکامل بزرگترین کهکشانها در کیهان داشته باشند. دازه ژو اشاره کرد: «بهدنبال این هستیم که دریابیم تولید شدید ستارهها، فعالیت سیاهچالهها و این جو داغ چگونه با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند و چه اطلاعاتی در مورد پیدایش خوشههای امروزی میتواند به ما ارائه دهد. چگونه همه این وقایع به طور همزمان در یک سیستم جوان و فشرده به وقوع میپیوندد؟»
چپمن همچنین گفت: «درک درست خوشههای کهکشانی، کلید فهم عمیقتری از بزرگترین کهکشانهای کیهان محسوب میشود. این کهکشانهای عظیم عموماً در خوشهها قرار دارند و سیر تکاملی آنها با تأثیرات محیطی بسیار قوی خوشهها و همچنین گاز میانکهکشانی شکل میگیرد.»
این کشف نشان میدهد که خوشههای کهکشانی در دوران اولیه کیهان به روشهایی بسیار پرانرژی و تکاندهندهتر از آنچه که قبلاً تصور میشد، توسعه مییافتند و تعاملات گرانشی بین سیاهچالههای پرجرم در آنها میتواند نقش کلیدی در این روند ایفا کند. پژوهشگران امید دارند با ادامه دادن به مطالعه این خوشه، رازهای مربوط به تولید این مقدار فوقالعاده از انرژی و تکامل ستارهها در مراحل اولیه جهان را کشف کنند.
نتایج این تحقیقات در نشریه Nature منتشر شده است.
