ستاره شناسان ممکن است در مورد پایان دادن به "عصر تاریک کیهانی" اشتباه کرده باشند.

یک مطالعه جدید نشان می دهد که نیروی مرموزی که مه کیهانی را در سپیده دم کیهان پاک کرد، ممکن است آن چیزی نباشد که ما فکر می کردیم. نتایج حاکی از آن است که ستاره شناسان ممکن است نیاز به تجدید نظر در یک جنبه عمده از تکامل کیهانی داشته باشند، که منجر به ایجاد کیهانی شد که امروزه به وضوح می بینیم.

حدود 400000 سال پس از بیگ بنگ، جهان نوپا سرانجام به اندازه کافی سرد شد تا اتم ها - عمدتا هیدروژن - را تشکیل دهد. اما این اتم های هیدروژن خنثی و بدون بار الکتریکی، کیهان را در مه پوشانده اند که آن را در برابر نور ماوراء بنفش (UV) مات می کند.

سپس، پس از اینکه اولین ستاره‌ها به حیات سوسو زدند و در کهکشان‌ها جمع شدند، انفجارهای تابشی هیدروژن خنثی را یونیزه کردند. این امر مه غیر قابل نفوذ اتم ها را به پروتون ها و الکترون های باردار الکتریکی تبدیل کرد و به نور اجازه داد بدون مانع از فضای بین ستاره ای عبور کند و در نهایت به رصدخانه های ما برسد. این پرده کیهانی به عنوان عصر یونیزه شدن یا همان چیزی که گروهی از محققان در حال مطالعه آن را "آخرین گذار مرحله اصلی در جهان" می نامند، شناخته می شود.

نموداری که سیر تکامل جهان را از بیگ بنگ تا امروز نشان می دهد. اولین ستاره ها از مه هیدروژنی چند صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ ظاهر شدند. (اعتبار تصویر: (ناسا/ویکی‌مدیا کامانز)) کودی کار، ستاره‌شناسی که بر تکامل کهکشان‌ها در دانشگاه میشیگان تمرکز دارد و اولین نویسنده یک مطالعه جدید درباره این دوران، در بیانیه‌ای 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.»

اخترفیزیکدانان قبلا فکر می کردند که این اثر پاکسازی مه به ابرنواخترها بستگی دارد، مرگ های انفجاری شدید ستارگانی با جرمی حدود هشت تا 50 برابر خورشید.

اما در مطالعه جدید که در 15 اکتبر در ژورنال Nature Astronomy منتشر شد، کار و همکارانش شواهدی ارائه کردند مبنی بر اینکه ابرنواخترها اثر معکوس داشتند و فوتون های به اصطلاح پیوسته لیمان (LyC) پرتوهای فرابنفش یونیزه کننده را به دام انداختند که مه آسمانی را به جای پراکنده کردن آنها به دام انداختند.

کار از طریق ایمیل به Live Science گفت: "جالب ترین چیز در مورد مقاله ما مشاهده این است که قوی ترین ساطع کننده های LyC بادهای سریع کهکشانی ندارند." "این تصور را به چالش می کشد که کهکشان ها نیاز به بادهای سریع ابرنواختری برای فعال کردن فرار LyC دارند."

بادها به کدام سمت می وزند

محققان از تلسکوپ فضایی هابل برای مشاهده یک آنالوگ از جهان باستانی در کیهان محلی استفاده کردند: شش کهکشان ستاره‌ساز و پرتاب کننده باد در فاصله 3.5 میلیارد سال نوری از ما.

قطر این کهکشان‌های جمع و جور ستاره‌باران معمولا کمتر از 6500 سال نوری است و ستاره‌هایی به جرم 10 خورشید در سال تشکیل می‌دهند. این نرخ تولد ستاره چندین برابر بیشتر از کهکشان راه شیری است که تا 20 برابر بزرگتر است.

طیف کهکشان‌ها یا اثر انگشت‌های مبتنی بر نور، منشأ، ترکیب شیمیایی، سرعت و جهت بادهای ستاره‌ای آن‌ها را که توسط تشعشعات ستاره‌های تازه‌تشکیل‌شده‌شان به‌وجود آمده‌اند، آشکار می‌کند.

محققان همچنین توضیح دادند که چگونه این فرآیندها با تکامل ستارگان جوان پرجرم و چند میلیارد سال بعد در ابرنواخترهای پرانرژی مردند و بادهای کهکشانی حاصل بر بادهای ستاره ای غلبه کردند.

این کهکشان‌های نزدیک یک فرآیند دو فازی غیرمعمول را برجسته کردند.

در فاز اولیه، که در طول 3 میلیون سال اول شکل‌گیری ستارگان رخ داد، بادهای ستاره‌ای ستارگان پرجرم جدید با سرعتی نزدیک به 2000 مایل در ثانیه (3000 کیلومتر در ثانیه) از گاز و غبار خنثی کهکشان‌های خود حک می‌شدند. این به نور LyC اجازه داد تا از کهکشان فرار کند و گاز و غبار خنثی را در فضای بین کهکشانی یونیزه کند.

فاز دوم، که حدود 3 میلیون سال پس از شکل گیری ستاره ظاهر شد، به نظر می رسید که این روند را معکوس کند. از آنجایی که ستارگان نوع O - داغ‌ترین، آبی‌ترین و پرجرم‌ترین ستاره‌های کیهان - به سرعت زندگی می‌کردند و در جوانی می‌مردند، روده‌های ستاره‌ای بیرون رانده شده آنها به گاز و غبار کهکشانی مات می‌افزاید، آن را به هم می‌ریزد و آن را با جرم پر می‌کند، که تله‌ای برای نور LyC ایجاد می‌کند.

ستاره شناسان به سیگنال باستانی از "یکی از ناشناخته ترین دوره های جهان ما" نزدیک می شوند

شبیه سازی جدید کیهان 2 میلیارد سال اول پس از انفجار بزرگ را با جزئیات خیره کننده نشان می دهد.

تلسکوپ جیمز وب یک کهکشان حلقه ای بسیار کمیاب را تنها 2 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ کشف کرد.

قدیمی‌ترین کهکشان‌ها در این مطالعه - و بنابراین، آنهایی که سریع‌ترین بادهای کهکشانی تولید شده توسط ابرنواخترها را دارند - به کمترین میزان پرتوهای یونیزان اجازه خروج از محیط‌شان را دادند.

کار از طریق ایمیل توضیح داد: «به طور کلی، نتایج ما با اکثر شبیه‌سازی‌های کیهانی، که معمولا نشان می‌دهند کسر فرار LyC پس از پرتاب بادهای ابرنواختر به اوج خود می‌رسد، مخالف است. به عبارت دیگر، ابرنواخترها دوره یونیزه شدن مجدد را هدایت نکردند، اما ممکن است آن را تعدیل کرده باشند. نور شدید ستارگان تازه متولد شده در حال حاضر به نظر می رسد زنده ترین منبع یونیزه شدن مجدد باشد.

تحقیقات آینده می تواند به دست آوردن نمونه های کهکشانی اضافی و مشاهدات با وضوح بالاتر در طول موج های دیگر باشد.