فرارو- اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب موفق به شناسایی کهکشانی باستانی شده‌اند که ترکیب ابتدایی آن می‌تواند به‌عنوان شاهدی بر اثبات نظریه بیگ‌بنگ مطرح شود.

به گزارش فرارو به نقل از دیلی گلکسی،‌ در یکی از مهم‌ترین اکتشافات اخترشناسی سال‌های اخیر، پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب موفق به شناسایی کهکشانی با نام AMORE6 شده‌اند؛ کهکشانی که ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن، احتمالاً پاسخ پرسش‌های اساسی درباره آغاز کیهان و تولد نخستین ستارگان را در خود دارد. این کشف که در قالب مقاله‌ای با عنوان «شکل‌گیری ستارگان عظیم و دست‌نخورده در آستانه‌ی سحر کیهانی» در مرداد ۱۴۰۴ در پایگاه arXiv منتشر شده، به سرپرستی دکتر تاکاهیرو موری‌شیتا از مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) انجام گرفته است. پژوهشگران در این مقاله به جزئیات کشف AMORE6 پرداخته‌اند؛ کهکشانی که به نظر می‌رسد نمونه‌ای کمیاب از یک کهکشان «بدون فلز» یا «با فلز صفر» باشد؛ ویژگی‌ای که تاکنون تنها در نظریه‌ها مطرح شده بود.

جست‌وجو برای نسل نخست ستارگان (Population III)

یکی از مباحث کلیدی در کیهان‌شناسی مدرن، بررسی به‌وجود آمدن نخستین ستارگان پس از بیگ‌بنگ است. به باور دانشمندان، این ستارگان که Population III نامیده می‌شوند، تنها از هیدروژن، هلیوم و مقدار بسیار کمی لیتیوم تشکیل شده‌اند؛ عنصری که مستقیماً از فرایند هسته‌ای بیگ‌بنگ حاصل شده‌اند. برخلاف ستارگان بعدی که عناصر سنگین‌تری مانند اکسیژن، کربن و آهن را در خود دارند، ستارگان جمعیت سوم فاقد هرگونه «فلزات» هستند؛ فلزاتی که بعدها طی فرایندهای هسته‌ای در دل ستارگان شکل گرفتند.

این‌گونه از ستارگان و کهکشان‌های میزبانشان باید محیطی کاملاً ابتدایی، بدون عناصر سنگین و دست‌نخورده داشته باشند. با این حال، تاکنون هیچ کهکشان «صفر فلزی» به‌طور مستقیم مشاهده نشده بود. دانشمندان مدت‌ها است که در جست‌وجوی چنین اجرامی هستند تا مدل کیهان‌شناسی را به شکلی تجربی اثبات کنند.

AMORE6، حلقه مفقوده کیهان اولیه

آمور۶ به کمک پدیده «عدسی گرانشی» شناسایی شده است؛ پدیده‌ای که در آن جرم عظیم میان کهکشان و ما باعث تقویت نور آن می‌شود و امکان مشاهده کهکشان‌های بسیار دور را فراهم می‌آورد. نور این کهکشان زمانی به ما رسیده که جهان تنها بین ۹۰۰ میلیون تا یک میلیارد سال سن داشته است؛ دوره‌ای که دانشمندان آن را زمان احتمالی شکل‌گیری اولین ستارگان می‌دانند.

مهم‌ترین نکته در داده‌های طیفی AMORE6، نبود خطوط نشری اکسیژن (OIII) است؛ عنصری کلیدی برای تعیین میزان فلزات در کهکشان‌ها. نبود این خطوط نشری به‌روشنی نشان می‌دهد که محیط میان‌ستاره‌ای این کهکشان، تقریباً عاری از فلز و کاملاً ابتدایی است. پژوهشگران درباره این موضوع می‌گویند: «نبود نشانه‌های OIII بیانگر محیطی با فلزات فوق‌العاده اندک، نزدیک به صفر، در AMORE6 است.» این داده‌ها، آن را به یکی از جدی‌ترین نامزدهای کهکشان‌های نسل اول (Population III) تبدیل کرده‌اند؛ کهکشان‌هایی که به‌طور کامل از بقایای بیگ‌بنگ تشکیل شده‌اند و هنوز هیچ نسل از ستارگان بعدی در آن‌ها اثر نگذاشته است.

شکل‌گیری ستارگان در جهانی دست‌نخورده

پژوهشگران با بررسی بیشتر ساختار AMORE6 دریافتند که این کهکشان از نظر شکل‌شناسی (morphology) فشرده است و جرم ستاره‌ای کمی دارد؛ موضوعی که نشان می‌دهد مسیر تکاملی آن متفاوت از کهکشان‌های بالغی است که پیش‌تر توسط JWST شناسایی شده‌اند.

اگرچه این کهکشان ممکن است از برخی نمونه‌های کشف‌شده دیگر جوان‌تر باشد، اما کمبود کامل فلزات در آن، آن را به موضوعی منحصربه‌فرد در مطالعات کیهان اولیه تبدیل می‌کند. به‌بیان دیگر، AMORE6 مانند یک پنجره رو به گذشته است؛ به زمانی که تنها هیدروژن و هلیوم در جهان وجود داشت.

پیامدهای کیهان‌شناختی این کشف

کشف AMORE6 صرفاً یک موفقیت در جست‌وجوی کهکشان‌های نسل اول نیست؛ بلکه یک گام محکم در راستای تأیید مستقیم مدل بیگ‌بنگ است. برای دهه‌ها، کیهان‌شناسان فرض کرده بودند که نخستین کهکشان‌ها در محیطی شکل گرفته‌اند که در آن هیچ‌گونه عناصر سنگینی وجود نداشته است. وجود چنین کهکشانی، با فلزات بسیار اندک و ترکیب کاملاً ابتدایی، این پیش‌بینی‌ها را به شکلی تجربی تأیید می‌کند. پژوهشگران معتقدند یافتن نمونه‌ای چنین ابتدایی در زمان نسبتاً متأخر از تاریخ کیهان، غافلگیرکننده است. اما صرف‌نظر از زمان کیهانی، شناسایی یک جرم بالقوه دست‌نخورده، اعتبار زیادی به مدل بیگ‌بنگ می‌بخشد.

این کشف، نه‌تنها خلأ مهمی در جدول زمانی شکل‌گیری کهکشان‌ها را پر می‌کند، بلکه درک ما از چگونگی گذار کیهان از ترکیبی ساده و سبک به ساختارهای پیچیده و غنی از عناصر سنگین را نیز عمیق‌تر می‌سازد. کشف کهکشان AMORE6، گامی تاریخی در فهم آغاز جهان و تأیید نظریه بیگ‌بنگ محسوب می‌شود. اگر مطالعات آینده نیز خلوص ترکیب این کهکشان را تأیید کنند، دانش بشر برای نخستین‌بار موفق به مشاهده مستقیم ساختاری خواهد شد که یادگار اولین لحظات پس از تولد کیهان است؛ لحظاتی که جهان تنها از ساده‌ترین عناصر ساخته شده بود.