نخستین ستارگان کیهان ۱۵۰ میلیون سال دیرتر ساخته شدند

تلسکوپ پلانکسه سال، از ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۲ را به سنجش و اندازه گیری تابش زمینه ی ریزموج کیهان (CMB) پرداخت. این تابش نخستین نوریبود که ۳۸۰ هزار سال پس از مهبانگبر پهنه ی کیهان تابید؛ خود مهبانگ ۱۳.۸ میلیارد سال پیش رخ داد. CMB زمانی تابید که کیهان داغ و چگال به اندازه ی کافی خنک شده بود. این نور اکنون در سرتاسر کیهان پراکنده شده و از چهار گوشه‌ی آسمان دریافت می شود.

گروه پلانک در پایان ماموریت این فضاپیما بزرگ ترین و پُروضوح ترین نقشه ای که تاکنون از دمای CMB به دست آمده را منتشر کرد که در آن، اندازه گیری های تازه از همه گونه جزییات کیهانی نشان داده شده.

از زمان انتشار این نقشه تاکنون گروه پلانک سرگرم بررسی خوانش های قطبش CMB که روشی دیگر برای بررسی این نور است بوده. ژان توبر، دانشمند این پروژه می گوید: «این مانند انجام یک آزمایش جدا و مستقل برای تایید دستاوردهای ماست.»

یکی از یافته های بزرگ این پروژه اینست که دورانی که به نام روزگار تاریکی کیهان شناخته می شود بیش از آن چه پنداشته می شد به درازا کشیده بوده. پس از آزاد شدن و انتشار CMB، کیهان را مِهی از گاز ماتِ هیدروژنپر کرده بود. تاریکی صدها میلیون سال ادامه یافت تا این که نیروی گرانش مواد را [در جاهای گوناگون] توده کرد و از این توده ها نخستین ستارگان و کهکشان ها ساخته شدند. این ستارگان و کهکشان ها هم به نوبه ی خود به اندازه ی کافی تابش پدید آوردند که به یونش هیدروژن و گذرا (شفاف) شدن آن بیانجامد. [بخوانید: * ساخته شدن جهان کمی بیش از ۶ روز طول کشید]

بزرگنمایی در تابش زمینه- منبع: esa. این تصویر در دو اندازه ی بزرگ تر: ۹۸۰ کیلوبایت- ۳.۶۷ مگابایت

آگاهی اخترشناسان درباره ی جزییات چگونگی آغاز و پایان این دورانِ روشن تر که به نام دوران بازیونش (reionisation) شناخته می شود هنوز اندک است. تلسکوپ فضایی هابل کهکشان هایی بسیار کهن را یافته که تاریخشان به روزگار میانه و پایان دوران بازیونش -گمان می رود حدود ۱ میلیارد سال پس از مهبانگ- می رسد، و تلسکوپ دبلیومپ (WMAP)پیش از تلسکوپ پلانک هم زمان آغاز آن را حدود ۴۲۰ میلیون سال پس از مهبانگ برآورد کرده بود.

ولی شبیه سازی ها نشان داده که این زمان برای آن که نیروی گرانش جادوی خود را انجام دهد و ستارگان را بسازد بسنده نمی کند. توبر می گوید: «سنجش های ما نشان داد که ستاره زایی بسیار زودتر از چیزی که برداشت های ما اجازه می دهد انجام شده بوده.»

اکنون پلانک، مانند یک نگهبان (بانسر) کیهانی که شناسه ای دروغین را به دقت بررسی می کند، نتیجه گرفته که این تاریخ ها ایراد دارند. این تلسکوپ زمان آغاز بازیونش را حدود ۵۵۰ میلیون سال پس از مهبانگ برآورد کرده که در نتیجه، نخستین ستارگان حدود ۱۵۰ میلیون سال جوان می شوند. توبر می گوید: «اگر این مساله حل نشده بود، ما می بایست به راه هایی نامعمول برای آغاز روند ستاره زاییدر کیهان فکر می کردیم.»

داده های قطبش هم اندازه گیری های پیشین پلانک از مقدار ماده ی معمولی، ماده ی تاریک، و انرژی تاریکدر کیهان را تایید کرده و همچنان احتمال یک ذره ی شبح وار به نام نوترینوی استریلرا رد می کرد. توبر می گوید: «این که تایید شد که ما در سال ۲۰۱۳ هیچ اشتباهی نکرده بودیم عالیست.»

ولی تایید نظریه ها برای ادامه ی راه فیزیک نظری هم محدودیت هایی پدید می آورد. توبر می گوید: «یافتن فیزیک نامعمول چیز خوبیست، ولی ما می دانیم که کارمان سخت تر و سخت تر می شود، دستکم با CMB.» «کسانی که چنین باورهایی دارند برای اثبات ادعاهای خود کار دشوارتری خواهند داشت.»

رازی که هنوز ناگشوده مانده اینست که آیا CMB نشانه هایی از امواج گرانشیآغازین را هم در خود دارد یا نه. این چین و شکن های بافت فضا-زمان، اگر دیده شوند، نشانه ای خواهند بود بر این که کیهان در آغازین دَم خود دستخوش یک گسترش سهمگین و بسیار بسیار سریع به نام پَندام (تورم)شده بوده. در اوایل هفته ی گذشته، گروه پلانک داده های خود از قطبش CMB را تایید نموده و ادعای دیده شدن این امواج را که پارسال توسط گروه BICEP2مطرح شده بود رد کردند. [خواندید: * یافته بزرگ مهبانگ خطا از آب در آمد!]

توبر می گوید احتمال می رود -البته احتمالی بعید- که داده های پلانک به تنهایی بتواند امواج گرانشی آغازی را بیابد. پلانک سرتاسر آسمان را در کاوش هایش پوشش داد، این بدان معناست که دقت و حس‌مندی آن به چنین سیگنال هایی پایین تر از تلسکوپ های روی زمینی مانند بایسپ۲ و دیگر تلسکوپ هایی که تنها بخش کوچکی از آسمان را می کاویدند بوده است.

وی می افزاید: «آمیختن داده های هر دو تلسکوپ، مانند همین کاری که در پژوهش پلانک/بایسپ۲ انجام شد، شاید راهی به پیش باشد. ما امیدواریم که در آینده کارهای بیشتری از این دست انجام شود.»

تصویر پویانمایی (gif) از نقشه ی تابش زمینه ی ریزموج کیهان. این پویانمایی از تصویر نخست این مطلب که سرتاسر آسمان را نشان می دهد آغاز شده و با بزرگنمایی (زوم)، به بخشی از آسمان که در تصویر دوم دیدید پایان می پذیرد. بزرگی این تصویر ۷.۵۶ مگابایت است. برای بارگذاری کامل آن شکیبا باشید. اگر نتوانستید تصویر را درست ببینید، این ویدیورا تماشا کنید. منبع: esa

در همین زمینه: * آرایشی که میدان مغناطیسی کهکشان به گاز و غبار آن داده* اثر انگشت کهکشان

واژه نامه:

منبع: newscientist