مشاهدات هابل نقش بادهای ابرنواختری در یونیزاسیون مجدد کیهانی را به چالش می کشد

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

یک تیم بین المللی از محققان، از جمله اعضایی از دانشگاه میشیگان، نتایج شگفت انگیزی را نشان داده اند که می تواند درک ما را از یک گذار کلیدی در جهان اولیه بازنویسی کند.

در اولین میلیارد سال پس از بیگ بنگ، جهان پر شد از مهی از هیدروژن خنثی که برای نور فرابنفش غیرقابل نفوذ بود. با این حال، امروز آن مه به لطف عصری که حدود 13 میلیارد سال پیش به نام reionization شناخته می شود، از بین رفته است.

در طول یونیزه شدن مجدد، تابش پرانرژی کهکشان ها در کیهان اولیه با هیدروژن خنثی که مه را تشکیل می داد برخورد کرد و آن را به پروتون ها و الکترون های باردار یا یونیزه تجزیه کرد.

کودی کار، محقق فوق دکتری U-M در دپارتمان نجوم، می گوید: «در نهایت، زمانی که اکثر فضای بین کهکشانی پر از هیدروژن را یونیزه کرد، این پایان یونیزه شدن مجدد بود و ما امروز جهان را می بینیم. ما یونیزه شدن را آخرین مرحله گذار اصلی جهان می نامیم.

اما شناسایی منابع این تشعشعات یونیزان و درک چگونگی فرار آن از کهکشان های اولیه یک چالش اصلی در نجوم است.

کار، که پیش از پیوستن به U-M به عنوان یک محقق فوق دکترا در دانشگاه ژجیانگ چین، این مطالعه را رهبری و انجام داد، گفت: «ما دقیقا نمی‌دانیم چه اجسامی باعث یونیزه شدن مجدد شده‌اند یا چگونه تکامل یافته‌اند. ما می دانیم که این اتفاق افتاده است، اما ما پاسخ کاملی برای این سؤالات نداریم.»

یک نظریه پیشرو در مورد آنچه که یونیزه شدن مجدد را فعال کرد این بود که بادهای ایجاد شده توسط ابرنواخترها، یا ستارگان بزرگ در حال انفجار، در کهکشان های اولیه راه را برای فرار تشعشعات یونیزان باز کردند. با این حال، اکنون با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل - ماموریت ناسا که با کمک آژانس فضایی اروپا پرتاب شد - برای رصد کهکشان‌های مجاور، این تیم نشان داده است که این بادها در واقع مانع از خروج تشعشعات از کهکشان‌ها می‌شوند. تلسکوپ فضایی هابل نیز از طریق کمک هزینه ای که توسط موسسه علمی تلسکوپ فضایی اداره می شود، از این کار حمایت کرد.

کار می‌گوید: اساسا نحوه نشت پرتوهای یونیزان از این کهکشان‌ها آن چیزی نیست که ما فکر می‌کردیم.

یافته های این تیم که در مجله Nature Astronomy منتشر شده است، یک نظریه جایگزین را در پشت یونیزاسیون مجدد تقویت می کند. این نظریه این مورد را مطرح می‌کند که فعالیت ستارگان جوان به فرار تشعشعات کمک کرده است، قبل از اینکه انفجارهای ابرنواختری بادهایی به اندازه کافی قوی برای تغییر شکل کهکشان‌ها ایجاد کنند.

کار گفت: "مشاهدات ما نشان می دهد که این فوتون ها قبل از شکل گیری بادهای کهکشانی در حال فرار هستند."

با این حال، بادهایی در مقیاس کوچکتر در همسایگی ستارگان جوان می توانند نقش مهمی ایفا کنند. کار و همکارانش در تلاش هستند تا زمان بیشتری را برای استفاده از هابل برای رصد کهکشان‌های بیشتر برای آزمایش بیشتر این ایده تضمین کنند. و در عین حال، این مشاهدات می‌تواند شبیه‌سازی‌هایی را ارائه دهد که به اخترشناسان کمک می‌کند تا یونیزاسیون مجدد را بهتر درک کنند.

Renyue Cen، نویسنده ارشد این مطالعه و استاد و مدیر مرکز کیهان شناسی و اخترفیزیک محاسباتی در دانشگاه ژجیانگ می گوید: «ابرنواخترها نقش اصلی در شبیه سازی های هیدرودینامیکی کیهانی ایفا می کنند که نحوه فرار تشعشعات یونیزان از کهکشان ها را توضیح می دهد. یافته‌های ما نیاز به بررسی چگونگی شکل‌دهی تابش و بادهای ستاره‌های جوان به گاز اطراف را قبل از انفجار اولین ابرنواختر نشان می‌دهد.»

این تیم با تلسکوپ فضایی هابل، کهکشان‌های ستارگان نزدیک را رصد کردند - کهکشان‌هایی که ستارگان در آن‌ها با سرعتی نجومی شکل می‌گیرند - که شبیه به برخی از کهکشان‌هایی هستند که تصور می‌شود به یونیزاسیون مجدد کیهان اولیه کمک کرده‌اند. محققان طیف این کهکشان ها را تجزیه و تحلیل کردند و اندازه گرفتند که کدام طول موج نور از کهکشان ها فرار می کند تا سرعت بادهای کهکشانی آنها را اندازه گیری کنند.

گاز در این بادها نور را در طول موج‌های خاص جذب می‌کند و در طیف‌هایی که موقعیت‌ها و عرض‌های آن‌ها نحوه حرکت گاز را نشان می‌دهد، شیب‌هایی بر جای می‌گذارد. این تیم دریافت که کهکشان‌هایی که سریع‌ترین بادها را دارند، به کوچک‌ترین کسری از تشعشعات یونیزان اجازه فرار می‌دهند.

استفان مک کندلیس، نویسنده ارشد مطالعه جدید و مدیر مرکز علوم اخترفیزیک در دانشگاه جانز هاپکینز، گفت: «به نظر می‌رسد که انرژی ورودی از ابرنواخترها محیط اطراف را تحریک کرده و به جای کاهش، پوشش گاز و غبار خنثی را که مانع فرار تشعشعات یونیزان می‌شود، افزایش داده است.»

این مطالعه شامل نزدیک به 30 همکار از بیش از دوازده موسسه در سراسر جهان بود. سالی اوی، استاد نجوم U-M نیز یکی از همکاران بود.

کودی کار و همکاران، فرار پیوسته لیمن در هنگام شروع بادهای کهکشانی در فوران ستاره های فشرده، نجوم طبیعت (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02999-z

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →