سرنخی از چگونگی پایان عصر تاریکی کیهان

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از BBC، این کشف که جزییات آن در ژورنال اخترفیزیکی منتشر شده است، محصول مطالعه تیمی بین‌المللی از دانشمندان از جمله در دانشگاه کالیفرنیاست.

اخترشناسان این کهکشان را، که نور آن بعد از ۱۳ میلیارد سال به ما می‌رسد، ابتدا با کمک تلسکوپ فضایی‌ هابل کشف و بعد وجود آن را با تلسکوپ بزرگ کک (Keck) در‌ هاوائی تایید کردند اما این تلسکوپ‌های قدرتمند به تنهایی کافی نبود.

آنچه این کشف را ممکن کرد عدسی گرانشی بود که امکان آن اولین بار حدود یک قرن پیش توسط نظریه نسبیت عام اینشتین پیش‌بینی شد. در این پدیده مجموعه‌ای از کهکشان‌ها نور اجرامی که در فاصله بسیار دورتر پشت آنها قرار دارد را آشکار می‌کند.

پروفسور بهرام مبشر، کیهان‌شناس رصدی و استاد نجوم ایرانی در دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید، می‌گوید: «عدسی گرانشی مثل تلسکوپ کیهانی رفتار می‌کند همانطور که یک ذره بین اجرام را بزرگ‌تر نشان می‌دهد. به کمک پدیده عدسی گرانشی است که می‌شود کهکشان‌هایی که با رصد مستقیم قابل مشاهده نیستند را دید».

مربع‌هایی که در عکس بالا خالی می‌بینید جای کهکشانی است که تازه کشف شده است و طیف نوری آنها نشان می‌دهد که در واقع هر سه متعلق به همان شیء است.

توماسو ترو، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس که از کاشفان این کهکشان است، می‌گوید:‌ «این کهکشان خیلی کوچک است، جزئیات آن به سختی دیده می‌شود».

سوال بزرگی که منجمان می‌خواهند به آن پاسخ دهند این است که عصر تاریک کیهانی چگونه پایان یافت. این دوره‌ای پس از مه‌بانگ یا بیگ بنگ است که کهکشان‌ها هنوز تشکیل نشده بودند و کیهان عملا تاریک بود.

عدسی گرانشی:‌ در این عکس خوشه کهکشان‌های آبل تصویر یک جرم ماورائی را بزرگ و به صورت خطوط مدور نشان می‌دهد

نظریه‌های نجومی می‌گویند که بعد از مه‌بانگ و در حالی که با انبساط سریع جهان تشعشعات ناشی از مه‌بانگ خنک می‌شد، ترکیب الکترون‌ها و پروتون‌ها باعث تشکیل گاز هیدروژن شد و این شروع عصر تاریک کیهان بود.

به گفته پروفسور مبشر، در این دوره که حدود ۳۸۰ هزار سال بعد از مه‌بانگ شروع شد، فوتون‌های نور با طول موج مشخصی جذب اتم‌های خنثی هیدروژن می‌شدند و امکان فرار نداشتند. به علاوه هیچ منبع دیگری برای تولید فوتون‌ها وجود نداشت چون ستاره یا کهکشانی وجود نداشت. این وضعیت چند صد میلیون سال ادامه یافت که به عصر تاریک کیهانی مشهور است. این دوره حدود یک میلیارد سال بعد از مه‌بانگ تمام شد.

پروفسور ترو می‌گوید: «نور ستارگان جوان نمی‌توانست راه زیادی برود تا به ما برسد. مثل این است که مهی میان ما و کهکشان‌های اولیه باشد و در نتیجه نمی‌توانیم آنها را ببینیم اما به تدریج با تشکیل ستارگان بیشتر نور فرابنفش ساطع‌شده از ستارگان در حال تولد در این کهکشان‌های جوان، اتم‌های هیدروژن فضا را یونیزه کرد - الکترون‌ها را از اتم‌ها جدا شد - تا امکان انتشار نور در کیهان فراهم شود».

معما اینجاست که همه ستارگان قابل رویت در جهان نمی‌توانند تشعشع کافی برای یونیزه کردن همه هیدروژن و پایان عصر تاریکی فراهم کرده باشند. اینجاست که کشف تازه اهمیت پیدا می‌کند چون شاید گوشه‌ای از کهکشان‌های متعدد و کم‌نور زیادی باشد که وجود داشته‌اند اما هنوز کشف نشده‌اند.

پروفسور مبشر می‌گوید: «اولین کهکشان‌ها حدود ۶۰۰ میلیون سال بعد از شروع کیهان، مه‌بانگ، متولد شدند. مشخصه مهم در مورد این کهکشان به خصوص این است که کم‌نورتر از کهکشان‌هایی که پیش از این کشف شده بود. اگر این نوع کهکشان‌ها فراوان باشند، می‌توانسته‌اند تشعشعات کافی در کیهان اولیه ساطع کنند و همین تشعشعات است که مسئول شفاف شدن و روشن شدن کیهان بوده است».

فراوانی این کهکشان‌های اولیه و ناپیدا دقیقا همان وضعیتی است که محققان مطالعه تازه تصور می‌کنند در آن دوران وجود داشت استه.

پروفسور ترو می‌گوید: «بعید است پیش از این کهکشان‌های زیاد دیگری شکل گرفته باشند اما احتمالا کهکشان‌های مشابه زیادی هم‌زمان پدیدار شدند. این کهکشان مسلما یکی از اولین کهکشان‌هایی است که ما می‌شناسیم و نمونه خوبی است از این که سایر کهکشان‌ها چه ظاهری داشته‌اند».

به گفته پروفسور مبشر اندازه و ماهیت این کهکشان‌ها هم‌اکنون موضوع تحقیقات زیاد در علم نجوم است.