کشف محوترین کهکشان؛ سرنخی از چگونگی پایان عصر تاریکی کیهان

عکس هابل از خوشه کهکشانی و سه تصویری که این خوشه (عدسی گرانشی) از کهکشان تازه کشف شده ایجاد کرده است - طیف نوری و نقطه اوج آنها نشان می دهد که از یک منبع می آیند ستاره شناسان با کمک عدسی گرانشی اینشتین و تلسکوپ های قدرتمند توانسته‌اند محوترین کهکشان کیهان تا به امروز را شناسایی کنند؛ کشفی که به گفته محققان می تواند به حل یکی از بزرگترین معماهای نجومی کمک کند:‌ اینکه عصر تاریک کیهانی چگونه به پایان رسید.
 
این کشف که جزییات آن در "نشریه نامه های اخترفیزیکی" منتشر شده محصول مطالعه تیمی بین المللی از دانشمندان از جمله در دانشگاه کالیفرنیاست.
 
اخترشناسان این کهکشان را، که نور آن بعد از ۱۳ میلیارد سال به ما می رسد، با کمک تلسکوپ کک (Keck) در هاوائی شناسایی کردند اما این تلسکوپ قدرتمند به تنهایی کافی نبود.
 
آنچه این کشف را ممکن کرد عدسی گرانشی بود که امکان آن اولین بار حدود یک قرن پیش توسط نظریه نسبیت عام اینشتین پیش بینی شد. در این پدیده مجموعه ای از کهکشان ها نور اجرامی که در فاصله بسیار دورتر پشت آنها قرار دارد را آشکار می کند.
 
پروفسور بهرام مبشر، استاد نجوم در دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید، می گوید: "عدسی گرانشی مثل تلسکوپ کیهانی رفتار می کند و فروزندگی (لومیناسیتی) جرم را بزرگنمایی می کند. به کمک پدیده عدسی گرانشی است که می شود کهکشان هایی که با رصد مستقیم قابل مشاهده نیستند را دید."
 
تصویری که ایجاد می شود شبیه تصویر شیئی است که از پشت یک ذره بین شیشه ای کج و معوج دیده می شود.
 
کهکشان کشف شده در پشت خوشه کهکشان های موسوم به MACS2129.4-0741 قرار داشت که آنقدر بزرگ است که سه تصویر متفاوت از کهکشان مورد نظر ایجاد می کند.
 
اما آیا این کهکشان شبیه کهکشان های امروزی است؟
 
توماسو ترو استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس که از نویسندگان این مقاله است به بی بی سی فارسی می گوید:‌ "این کهکشان خیلی کوچک است، جزییات آن به سختی دیده می شود."
 
سوال بزرگی که منجمان می خواهند به آن پاسخ دهند این است که عصر تاریک کیهانی چگونه پایان یافت.
عدسی گرانشی:‌ در این عکس خوشه کهکشان های آبل تصویر یک جرم ماورایی را بزرگ و به صورت خطوط مدور نشان می دهد این دوره ای پس از مهبانگ - بیگ بنگ - است که کهکشان ها هنوز تشکیل نشده بودند و کیهان عملا تاریک بود.
 
نظریه های نجومی می گوید که بعد از مهبانگ، و درحالی که با انبساط سریع جهان تشعشعات ناشی از مهبانگ خنک می شد، ترکیب الکترون ها و پروتون ها باعث تشکیل گاز هیدروژن شد و این شروع عصر ظلمانی کیهان بود.
 
به گفته پروفسور مبشر در این دوره که حدود ۳۸۰ هزار سال بعد از مهبانگ شروع شد "فوتون‌های نور با طول موج مشخصی جذب اتم های خنثی هیدروژن می شدند و امکان فرار نداشتند. به علاوه هیچ منبع دیگری برای تولید فوتون‌ها وجود نداشت چون ستاره یا کهکشانی در کار نبود. این وضعیت چندصد میلیون سال ادامه یافت که به عصر تاریکی کیهان مشهور است."
 
این دوره حدود یک میلیارد سال بعد از مهبانگ تمام شد.
 
پروفسور ترو می گوید "نور ستارگان جوان نمی توانست راه زیادی برود تا به ما برسد. مثل این است که مهی میان ما و کهکشان های اولیه باشد و در نتیجه نمی توانیم آنها را ببینیم."
 
اما به تدریج با تشکیل ستارگان بیشتر نور فرابنفش ساطع شده از ستارگان درحال تولد در این کهکشان‌های جوان، اتم های هیدروژن فضا را یونیزه کرد - الکترون‌ها را از اتم ها جدا شد - تا امکان انتشار نور در کیهان فراهم شود.
 
معما اینجاست که همه ستارگان قابل رویت در جهان نمی توانند تشعشع کافی برای یونیزه کردن همه هیدروژن و پایان عصر تاریکی فراهم کرده باشند.
 
اینجاست که کشف کهشکان تازه اهمیت پیدا می کند چون شاید گوشه ای از کهکشان های متعدد و محو زیادی باشد که وجود داشته اند اما هنوز کشف نشده اند.
 
پروفسور مبشر که در این مطالعه شرکت نداشته به بی بی سی می گوید: "اولین کهکشان ها حدود ۶۰۰ میلیون سال بعد از شروع کیهان، مهبانگ، متولد شدند. مشخصه مهم در مورد این کهکشان به خصوص این است که محوتر از کهکشان هایی که پیش از این کشف شده بود. اگر این نوع کهکشان ها فراوان باشند، می توانسته اند تشعشعات کافی در کیهان اولیه ساطع کنند. و همین تشعشعات است که مسئول شفاف شدن و روشن شدن کیهان بوده است."
 
فراوانی این کهکشان های اولیه و ناپیدا اتفاقی که است که محققان در مطالعه تازه تصور می کنند افتاده است.
 
پروفسور ترو می گوید: "بعید است پیش از این کهکشان های زیاد دیگری شکل گرفته باشند اما احتمالا کهکشان های مشابه زیادی همزمان پدیدار شدند."
 
آقای ترو می گوید: "این کهکشان مسلما یکی از اولین کهکشان هایی است که ما می شناسیم و نمونه خوبی است از این که سایر کهکشان ها چه ظاهری داشته اند."
 
به گفته پروفسور مبشر اندازه و ماهیت این کهکشان ها هم اکنون موضوع تحقیقات زیاد در علم نجوم است.