هیولاهای آسمانی» با درخششی میلیون‌ها برابر خورشید کشف شد

برای دهه‌ها است که تنوع بزرگ ستارگان مختلف، که در «خوشه‌های کروی» جای دارند، فکر اخترشناسان را به خود مشغول کرده است. این خوشه‌ها که اکثراً بسیار قدیمی هستند، می‌توانند میلیون‌ها ستاره را در فضای نسبتاً کوچکی در خود جای دهند.

پیشرفت‌ها در نجوم تعداد فزاینده‌ای از خوشه‌های کروی را نشان داده است که گمان می‌رود حلقه مفقوده بین نخستین ستاره‌های جهان و اولین کهکشان‌ها باشند. کهکشان راه شیری ما که بیش از ۱۰۰ میلیارد ستاره دارد، حدود ۱۸۰ خوشه کروی دارد.

اما چرا ستارگان این خوشه‌ها، علیرغم اینکه احتمالاً همه در یک زمان و از یک ابر گازی به دنیا آمده‌اند، دارای چنین عناصر شیمیایی متنوعی هستند؟ این سوال به خصوص آنجا مطرح می‌شود که بدانیم بسیاری از ستارگان این خوشه‌ها دارای عناصری هستند که برای تولید به مقادیر عظیمی از گرما نیاز دارند.

برای مثال آلومینیوم که شکل‌گیری‌اش محتاج دمای ۷۰ میلیون درجه سانتیگراد است. این درجه حرارت بسیار بالاتر از دمایی است که تصور می‌شود ستارگان در هسته خود به آن برسند. برای مثال دمای مرکز خورشید در حدود ۱۵ تا ۲۰ میلیون درجه سانتیگراد است.

محققان در تلاش برای پاسخ به این سوال به یک راه حل ممکن رسیدند: یک ستاره بسیار پرجرم باید وجود داشته باشد که «آلودگی» شیمیایی را باعث شده و این مواد را به بیرون پرتاب می‌کند. آنها می‌گویند این ستارگان عظیم از برخوردهای پی در پی در خوشه‌های کروی فشرده به وجود آمده‌اند.

کورین شاربونل، اخترفیزیکدان در دانشگاه ژنو و نویسنده اصلی این مطالعه، در این باره به خبرگزاری فرانسه گفت: «‌یک نوع ستاره مادر ستاره‌های بیشتری را در دل خود می‌پروراند. در واقع مانند یک رآکتور هسته‌ای عظیم به طور مداوم توسط ماده تغذیه می‌شود و سپس مقدار زیادی از آن را به بیرون پرتاب می‌کند.»

این به اصطلاح «آلودگی» دور ریخته شده به نوبه خود ستاره‌های جوان در حال شکل‌گیری را تغذیه می‌کنند. در واقع آن ستاره‌ها هر چه به ستاره پرجرم نزدیک‌تر باشند، تنوع بیشتری از مواد شیمیایی دریافت می‌کنند.

خوشه‌های کروی جدید در کهکشان جی‌ان‌-ز۱۱ (GN-z11) یافته شدند که بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد و نوری که ما از آن می‌بینیم تنها ۴۴۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ یا انفجار بزرگ پدید آمده است.

این کهکشان توسط تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۵ کشف شد و تا همین اواخر رکورد دوردست‌ترین کهکشان مشاهده‌شده را در اختیار داشت. در نتیجه تلسکوپ جیمز وب نیز به عنوان یکی از اولین هدف‌های خود بر روی آن تمرکز کرد و نخستین رصدها در سال گذشته منتشر شد.

اخترشناسان می‌گویند تلسکوپ جیمز وب دو حقیقت مهم را درباره آن‌ها نشان داده است؛ یکی چگالی باورنکردنی ستارگان در خوشه های کروی و دیگری وجود نیتروژن زیاد. کشف دوم از آن جهت مهم‌تر است که برای تولید نیتروژن به دماهای واقعاً شدید نیاز است. دمایی که محققان معتقدند تنها می‌تواند توسط یک ستاره پرجرم تولید شود.

دانشمندان تخمین می‌زنند که عمر متوسط ستارگان پرجرم تنها حدود دو میلیون سال است؛ امری که در مقیاس زمانی کیهانی تنها یک چشم به هم زدن محسوب می‌شود. با این حال، آن‌ها گمان می‌کنند که خوشه‌های کروی تا حدود دو میلیارد سال پیش وجود داشته‌اند و درنتیجه هنوز می‌توانند آثار بیشتری از ستارگان کلان پرجرم خود را آشکار کنند.

نتایج تحقیقات تازه در نشریه علمی «اخترشناسی و اخترفیزیک» منتشر شده است.