یافته‌های هابل که از داستان‌های تخیلی هم عجیب‌تر است
تاریخ انتشار: ۱۹ دی ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۷۹۹۲۲۲
یافته‌های تلسکوپ فضایی هابل، راوی واقعیت‌هایی است که از هر داستان و افسانه‌ای عجیب‌تر هستند.
به گزارش خبرآنلاین، در برنامه تلویزیونی علمی تخیلی "گمشده در فضا" که در دهه ۱۹۶۰ پخش می‌شد، خانواده کوچکی از ساکنان احتمالی یک سیاره، از مسیر خود خارج شده و در کهکشان ما گم شدند. اما حالا و با رویت اکتشافات تلسکوپ فضایی هابل، می‌توان گفت که واقعیت به مراتب عجیب‌تر از این داستان‌های افسانه‌ای است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
ما در کهکشان راه شیری، امپراطوری ستاره‌ها، قرار داریم؛ ولی ستاره‌های فراوانی نیز در داخل خوشه‌های غول پیکر با صد‌ها هزار کهکشان سرگردان هستند. این ستاره‌ها از نظر گرانشی به هیچ کهکشانی در یک خوشه متصل نیستند.
در مجموع، درخشش کم نور این ستاره‌های سرگردان، پس‌زمینه‌ای به نام "نور درون خوشه‌ای" را شکل می‌دهد. اولین سرنخ‌ها در این رابطه در سال ۱۹۵۱ به دست آمد و حالا تلسکوپ هابل به سادگی این نور را تشخیص می‌دهد؛ حتی اگر یک ده هزارم درخشش آسمان شب باشد که توسط تلسکوپ‌ها در کره زمین رویت می‌شود.
یافته‌های هابل درباره نور شبحدر خوشه‌های غول‌پیکر که از صد‌ها یا هزاران کهکشان تشکیل شده‌اند، تعداد بی‌شماری ستاره، مانند روح‌های سرگردان واقع شده‌اند که نور شبح گونه‌ای از خود ساطع می‌کنند. این ستاره‌ها از نظر گرانشی به هیچ یک از کهکشان‌ها در خوشه‌ها متصل نیستند.
در این میان، این سوال برای اخترشناسان مطرح است: چگونه ستاره‌ها این‌گونه و تا این حد در سرتاسر خوشه پراکنده شده‌اند؟ نظریه‌های متفاوتی در این رابطه مطرح می‌شود. این احتمال وجود دارد که ستاره‌ها از کهکشان‌های یک خوشه خارج شده باشند و یا اینکه بعد از ادغام کهکشان‌ها به اطراف پرتاب شده باشند و نظریه دیگر این است که این ستاره‌ها در سال‌های ابتدایی شکل‌گیری یک خوشه در میلیارد‌ها سال قبل، آنجا حضور داشته‌اند.
بررسی اخیر تلسکوپ فضایی هابل ناسا که درباره "نور درون خوشه‌ای" انجام شده، از راز‌های جدیدی پرده برداشته است. مشاهدات جدید تلسکوپ هابل، حاکی از آن است که این ستاره‌ها برای میلیارد‌ها سال در اطراف سرگردان بوده‌اند و محصول فعالیت دینامیکی اخیر در یک خوشه کهکشانی که آنها را از کهکشان‌های معمولی خارج می‌کند، نیستند.
این بررسی شامل تحقیقات برروی ۱۰ خوشه کهکشانی در فاصله ۱۰ میلیارد سال نوری است. این اندازه‌گیری‌ها باید در فضا انجام شود؛ چرا که نور ضعیف درون خوشه‌ای، ده هزار برابر کمتر از آسمان شب است که از روی کره زمین دیده می‌شود.
ستاره‌هایی که در ابتدا آواره بودنداین تحقیقات در عین حال حکایت از آن دارد که شکستگی نور درون خوشه‌ای، نسبت به کل نور موجود در خوشه، در طول بازه زمانی میلیارد‌ها ساله، ثابت مانده است. جیمز جی از دانشگاه یونسئی سئول، دراین باره گفته: «این بدان معناست که این ستاره‌ها در مراحل اولیه شکل‌گیری خوشه، بی‌خانمان و آواره بودند.»
زمانی که یک کهکشان در هنگام چرخش به دور مرکز خوشه و در فضای بین کهکشان‌ها، از میان مواد گازی عبور می‌کند، ستاره‌ها ممکن است از محل تولدشان در کهکشان به بیرون پراکنده شوند.
در جریان این فرآیند، بخشی از گاز و گرد و غبار از کهکشان خارج می‌شود. البته جی برپایه بررسی‌های جدید تلسکوپ هابل، معتقد است که این مکانیزم، علت اصلی تولید ستاره‌های درون خوشه‌ای نیست. به این دلیل که شکستگی نور درون خوشه‌ای، ممکن است با گذر زمان افزایش بیابد؛ البته به شرط آنکه خروجی‌ها نقش اصلی را ایفا کنند. البته این مورد در داده‌های جدید تلسکوپ هابل که شکستگی ثابتی را در طول میلیارد‌ها سال نشان می‌دهد، صدق نمی‌کند.
جی در این رابطه گفت: «ما دقیقا نمی‌دانیم که چه چیزی باعث بی‌خانمان شدن و آوارگی این ستاره‌ها شده است. تئوری‌های فعلی نمی‌توانند نتایج ما را توضیح دهند؛ ولی این اتفاق در جهان اولیه در ابعاد بزرگی رخ داده بوده. در سال‌های ابتدایی شکل‌گیری، کهکشان‌ها احتمالا بسیار کوچک بوده‌اند و به دلیل ضعف جاذبه گرانشی، به راحتی ستاره‌ها از این کهکشان‌ها خارج می‌شدند.»
ماده تاریک درون خوشه‌ای چیست؟هیونجین جو از دانشگاه یونسئی کره‌جنوبی معتقد است: «اگر ما بتوانیم منشا ستاره‌های درون خوشه‌ای را کشف کنیم، این به ما کمک خواهد کرد تا تاریخچه شکل‌گیری یک خوشه کهکشانی کامل را متوجه شویم و آنها می‌توانند به‌عنوان ردیاب‌های قابل مشاهده ماده تاریکی که خوشه را در برگرفته، عمل کنند.»
ماده تاریک، در حقیقت داربست نامرئی جهان است که کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشان را کنار هم حفظ می‌کند.
اگر ستاره‌های سرگردان اخیرا از طریق یک بازی پین‌بال در بین کهکشان‌ها تولید می‌شدند، زمان کافی برای پراکندگی در کل میدان گرانشی خوشه را نخواهند داشت و در نتیجه توزیع ماده تاریک خوشه را ردیابی نمی‌کنند. ولی اگر ستاره‌ها در سال‌های ابتدایی در خوشه متولد شده باشند، کاملا در سراسر خوشه پراکنده می‌شوند. این به اخترشناسان این فرصت را می‌دهد تا با استفاده از ستاره‌های سرگردان، نقشه توزیع ماده تاریک در سراسر خوشه را طراحی کنند.
این تکنیکی تازه و مکمل برای روش سنتی نقشه‌برداری از ماده تاریک است که با اندازه‌گیری نحوه منحرف شدن نور از اجسام پس زمینه توسط کل خوشه به خاطر پدیده‌ای به نام عدسی گرانشی انجام می‌شود.
نور درون خوشه‌ای اولین بار چه زمانی رویت شد؟اولین بار فریتز زویکی، در سال ۱۹۵۱، نور درون خوشه‌ای را در خوشه کهکشانی کما تشخیص داد و یکی از هیجان‌انگیزترین گزارش‌های او دراین راستا، رویت ماده‌هایی درخشان و کم‌نور بین کهکشانی در این خوشه بود.
خوشه کما که شامل دستکم هزار کهکشان است، یکی از نزدیکترین خوشه‌ها به کره زمین است که ۳۳۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد. به لطف همین خوشه بود که زویکی توانست نور شبح را با تلسکوپ ۱۸ اینچی متوسط تشخیص دهد.
توانایی و حساسیت تلسکوپ جیمز وب ناسا، حالا جستجوی ستاره‌های درون خوشه‌ای در اعماق کیهان را تا حد زیادی گسترش خواهد داد و در نتیجه می‌تواند به حل این معما کمک کند.
تلسکوپ فضایی هابل، پروژه‌ای بین‌المللی و همکاری مشترک بین ناسا و ESA است. مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت مریلند، مدیریت این تلسکوپ را بر عهده دارد و موسسه علمی تلسکوپ فضایی STScI در بالتیمور مریلند، عملیات علمی تلسکوپ هابل و جیمز وب را انجام می‌دهد. STScI توسط انجمن دانشگاه‌ها برای تحقیقات در امور نجوم در واشنگتن اداره شده و در خدمت ناسا است.
منبع: فرارو
کلیدواژه: کهکشان ها تلسکوپ فضایی هابل میلیارد ها سال خوشه کهکشانی ستاره ها تلسکوپ هابل ستاره ها ماده تاریک کهکشان ها تلسکوپ ها شکل گیری خوشه ها یک خوشه
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۷۹۹۲۲۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
نقشه تلسکوپ فضایی «جیمز وب» از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی
«تلسکوپ فضایی جیمز وب» به پژوهشگران در نقشه‌برداری از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی کمک کرد.
به گزارش ایسنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با موفقیت از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» برای ترسیم نقشه آب‌وهوایی یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی داغ استفاده کردند.
به نقل از ناسا، بررسی‌های دقیق در طیف گسترده‌ای از نور فروسرخ میانی، همراه با مدل‌های سه‌بعدی آب‌وهوا و مشاهدات پیشین تلسکوپ‌های دیگر، وجود ابرهای متراکم و مرتفع را نشان می‌دهند که آسمان را هنگام روز و شب می‌پوشانند و همچنین، بادهای استوایی را به نمایش می‌گذارند که گازهای جوی را با سرعت ۵۰۰۰ مایل در ساعت در اطراف سیاره فراخورشیدی «WASP-43 b» ادغام می‌کنند.
این جدیدترین نمایش علم سیارات فراخورشیدی به شمار می‌رود که اکنون با توانایی خارق‌العاده جیمز وب برای بررسی تغییرات دما و تشخیص گازهای اتمسفر در تریلیون‌ها مایل دورتر امکان‌پذیر شده است.
سیاره فراخورشیدی WASP-43 b یک نوع «مشتری داغ»(Hot Jupiter) است. این سیاره هم‌اندازه مشتری عمدتا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و بسیار داغ‌تر از سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی است. اگرچه ستاره آن کوچک‌تر و سردتر از خورشید است اما WASP-43 b در فاصله ۱.۳ میلیون مایلی می‌چرخد که کمتر از یک بیست و پنجم فاصله بین عطارد و خورشید است.
با چنین مداری، سیاره از نظر جزر و مدی قفل می‌شود؛ به این معنی که یک طرف آن به طور مداوم روشن است و طرف دیگر در تاریکی دائمی قرار دارد. اگرچه طرف شب هرگز هیچ تابش مستقیمی را از ستاره دریافت نمی‌کند اما بادهای شدید در حال وزش به سمت شرق، گرما را از طرف روز به اطراف انتقال می‌دهند.
از زمان کشف سیاره WASP-43 b در سال ۲۰۱۱، تلسکوپ‌های متعددی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر» آن را رصد کرده‌اند. «تیلور بل»(Taylor Bell) پژوهشگر «مؤسسه تحقیقات محیطی منطقه خلیج»(BAERI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با تلسکوپ فضایی هابل، به وضوح می‌توانیم ببینیم که بخار آب در طرف روز سیاره وجود دارد. هابل و اسپیتزر هر دو نشان دادند که ممکن است ابرهایی در سمت شب وجود داشته باشند اما ما به بررسی‌های دقیق‌تر با تلسکوپ فضایی جیمز وب نیاز داشتیم تا نقشه‌برداری را از دما، پوشش ابر، بادها و ترکیب دقیق‌تر اتمسفر در سراسر سیاره آغاز کنیم.
اگرچه WASP-43 b آن قدر کوچک، کم‌نور و نزدیک به ستاره خود است که تلسکوپ نمی‌تواند مستقیما آن را ببیند اما دوره مداری کوتاه سیاره که تنها ۱۹.۵ ساعت است، آن را برای «طیف‌سنجی منحنی فاز» ایده‌آل می‌کند. روش طیف‌سنجی منحنی فاز شامل بررسی تغییرات کوچک در روشنایی منظومه ستاره-سیاره در حالی است که سیاره به دور ستاره می‌چرخد.
از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.
این گروه پژوهشی به مدت بیش از ۲۴ ساعت از «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب برای اندازه‌گیری نور منظومه WASP-43 در هر ۱۰ ثانیه استفاده کردند. بل توضیح داد: ما با مشاهده کل یک مدار توانستیم دمای طرف‌های متفاوت سیاره را هنگام چرخش در دید محاسبه کنیم. براساس این محاسبات، ما توانستیم نقشه‌ای را از دمای سراسر سیاره بسازیم.
اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای هوای طرف روز سیاره به طور میانگین نزدیک به ۱۲۵۰ درجه سلسیوس است؛ در حالی که دمای طرف شب به ۶۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و به طور قابل توجهی خنک‌تر است. این داده‌ها به یافتن داغ‌ترین نقطه روی سیاره کمک می‌کنند که از نقطه دریافت‌کننده بیشترین تشعشعات ستاره‌ای، کمی به سمت شرق جابه‌جا می‌شود. این تغییر به دلیل وزش بادهایی رخ می‌دهد که هوای گرم را به سمت شرق حرکت می‌دهند.
«مایکل رومن»(Michael Roman) پژوهشگر «دانشگاه لستر»(University of Leicester) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعیت که ما می‌توانیم دما را به این روش ترسیم کنیم، گواه واقعی بر حساسیت و ثبات جیمز وب است.
پژوهشگران برای تفسیر نقشه، از مدل‌های جوی سه‌بعدی پیچیده مانند مدل‌هایی استفاده کردند که برای درک آب‌وهوا و اقلیم روی زمین به کار می‌روند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که طرف شب سیاره احتمالا در یک لایه متراکم و مرتفع از ابرها پوشیده شده است و این لایه، مانع راه یافتن بخشی از نور فروسرخ به فضا می‌شود. در نتیجه، اگرچه طرف شب بسیار گرم است اما نسبت به زمانی که ابری در آن وجود نداشته، کم‌نورتر و خنک‌تر به نظر می‌رسد.
طیف گسترده نور فروسرخ میانی که توسط جیمز وب گرفته شده است، اندازه‌گیری میزان بخار آب و متان اطراف سیاره را ممکن می‌سازد. «جوآنا بارستو»(Joanna Barstow) پژوهشگر «دانشگاه آزاد انگلستان»(The Open University of UK) و از پژوهشگران این پروژه گفت: جیمز وب به ما فرصت داده است تا دقیقا متوجه شویم کدام مولکول‌ها را می‌بینیم و محدودیت‌هایی را برای فراوانی آنها قائل شویم.
طیف‌های بررسی‌شده نور، نشانه‌های آشکاری را از بخار آب در طرف شب و طرف روز سیاره نشان می‌دهند که اطلاعات بیشتری را درباره تراکم ابرها و ارتفاع آنها در جو ارائه می‌کنند.
همچنین، پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که داده‌ها کمبود متان را در همه نقاط جو نشان می‌دهند. از آنجا که روز برای وجود متان خیلی گرم است، متان باید هنگام شب خنک‌تر، پایدار و قابل تشخیص باشد.
بارستو توضیح داد: این واقعیت که ما متان نمی‌بینیم، به ما می‌گوید که سرعت باد در سیاره WASP-43 b باید به حدود ۵۰۰۰ مایل در ساعت برسد. اگر بادها گاز را از طرف روز به طرف شب سیاره حرکت دهند و دوباره به سرعت بازگردند، زمان کافی برای بروز واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده مقادیر قابل تشخیص متان در سمت شب وجود نخواهد داشت.
پژوهشگران معتقدند که به دلیل این اختلاط ناشی از باد، شیمی اتمسفر در سراسر سیاره یکسان است. این نتیجه در پژوهش‌های پیشین که با تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر انجام شدند، مشخص نبود.
این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.
در انیمیشن زیر می‌توانید نقشه دمای سیاره WASP-43 b را ببینید.
انتهای پیام
تصاویر پدر ساواکی مهران غفوریان