کهکشان ها از ستاره ها تشکیل می شوند

جهان وقتی تازه متولد شد شبیه امروز خود نبود. بیش از 13.7 میلیارد سال پیش، همه چیز بسیار متفاوت از حالا بود. هیچ سیاره، ستاره و کهکشانی وجود نداشت. اولین وقایع جهان در مه غلیظی از هیدروژن و ماده تاریک رخ داد.

سخت است موقعی را تصور کنیم که هیچ ستاره ای وجود نداشته چون در زمانه ای زندگی می کنیم که هزاران ستاره را در آسمان شب می بینیم.

وقتی در محیط بیرون قدم می گذارید و به بالای سرتان نگاه می کنید ستارگانی را می بینید که به شهر بزرگی از ستارگان به نام کهکشان راه شیری تعلق دارند. اگر با یک تلسکوپ به آسمان نگاه کنید می توانید قسمت بیشتری از کهکشان راه شیری را مشاهده کنید.

با استفاده از بزرگ ترین و قوی ترین تلسکوپ ها می توانید چشم اندازتان را به بیش از 13 میلیارد سال نوری گسترش دهید و تعداد بیشتری از کهکشان ها (و یا قسمت هایی از کهکشان ها) را ببینید. ستاره شناسان با این تلسکوپ ها به دنبال پیدا کردن پاسخ پرسش ها درباره نحوه و زمان تشکیل اولین ستاره ها و کهکشان ها هستند.

کدام یک اول به وجود آمدند؟ کهکشان ها یا ستاره ها؟ یا هر دو؟

کهکشان ها از ستاره ها تشکیل می شوند. اگر ستاره ها واحدهای اصلی سازنده کهکشان ها باشند، چگونه شروع به شکل گیری کرده اند؟ برای پاسخ دادن به این پرسش، باید درباره این که جهان چگونه شروع شده و اولین دوره های کیهانی چگونه بوده اند فکر کنیم.

همه ما درباره بیگ بنگ شنیده ایم و می دانیم که گسترش جهان از این واقعه آغاز شده است. دانشمندان عقیده دارند که این حادثه حدود 13.8 میلیارد سال پیش رخ داده است.

ما نمی توانیم به این دوره زمانی برگردیم، اما می توانیم با آن چه تابش زمینه ای ریزموج های کیهانی (CMBR) نامیده می شود درباره شرایط بسیار ابتدایی جهان چیزهایی بیاموزیم. این تابش زمینه ای حدود 400000 سال پس از انفجار بزرگ منتشر شد و از ماده منتشر کننده نوری که در سراسر جهان جوان و به سرعت در حال گسترش توزیع شد می آید.

جهانی پر از مه را تصور کنید که اشعه با انرژی بالا بیرون می داد. این مه که گاهی اوقات «سوپ اولیه کیهانی» نامیده می شود با اتم های گاز پر شده بود که هنگامی که جهان گسترش می یافت خنک می شدند. این مه به قدری متراکم بود که اگر ستارگان وجود داشتند، نمی توانستند از میان مه تشخیص داده شوند.

چند صد میلیون سال طول کشید تا جهان گسترش یافت و خنک شد و این ماده شفاف شد. این دوره زمانی که هیچ نوری نمی توانست راهش را از میان مه پیدا کند دوره های تاریک کیهانی نامیده می شود.

اولین ستارگان شکل می گیرند

ستاره شناسان با استفاده از ماهواره هایی مثل مأموریت پلانک (این ماهواره به دنبال پیدا کردن نور جهان اولیه است) فهمیده اند که اولین ستارگان چند صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ تشکیل شده اند. این ستارگان در داخل دسته هایی متولد شدند که به کهکشان های اولیه تبدیل شدند.

در نهایت مواد داخل جهان شروع کردند به اینکه در داخل ساختارهایی به نام فیلمان ها (filaments) قرار گیرند و تکامل ستاره ای و کهکشانی آغاز شد. هنگامی که ستارگان بیشتری تشکیل شدند، سوپ کیهانی را گرم کردند. این فرایند که «باز یونیزه شدن» نامیده می شود جهان را روشن کرد و از دوره های تاریک کیهانی خارج کرد.

حالا این پرسش به ذهن می آید که ستاره های اولیه چه شکلی بودند.

ابری از گاز هیدروژن را تصور کنید. این دیدگاه وجود دارد که چنین ابرهایی با حضور ماده تاریک شکل گرفتند. این گاز در داخل نواحی بسیار کوچکی فشرده می شود و دماها افزایش می یابد. سپس هیدروژن مولکولی شکل می گیرد (یعنی این که اتم های هیدروژن ترکیب می شوند تا مولکول ها را تشکیل دهند) و ابرهای گاز به اندازه ای خنک می شوند تا توده های ماده را شکل دهند. در درون این توده ها، ستارگان شکل می گیرند -ستاره ها تنها از هیدروژن تشکیل می شدند.

از آن جایی که هیدروژن زیادی وجود داشته، بسیاری از این ستاره های اولیه توانستند رشد کنند و خیلی بزرگ و پر جرم شوند. این ستارگان اولیه بسیار داغ بودند و نور ماوراء بنفش بسیار زیادی را بیرون می دادند (این وضعیت باعث می شد مایل به آبی به نظر برسند). این ستاره ها مانند هر ستاره دیگری در جهان، کوره های هسته ای در داخل هسته هایشان داشتند که هیدروژن را به هلیوم و در نهایت به عناصر سنگین تر تبدیل می کردند.

این ستارگان بسیار عظیم، احتمالاً تنها چند ده میلیون سال زندگی کردند. در نهایت، بیشتر این ستارگان اولیه در نتیجه بروز انفجارهایی مردند.

تمام موادی که در هسته این ستاره ها پخته می شدند، به فضای بین ستاره ای پرتاب شدند و عناصر سنگین تر (هلیم، کربن، نیتروژن، اکسیژن، سیلیکون، کلسیم، آهن، طلا و غیره) را به جهان وارد کردند. این عناصر با بقیه ابرهای هیدروژنی ترکیب شدند تا سحابی ها را ایجاد کنند که مکان های تولد نسل های بعدی ستارگان است.

وقتی ستارگان شکل گرفتند، کهکشان ها هم تشکیل شدند و با گذشت زمان کهکشان ها در نتیجه چرخه های تولد و مرگ ستارگان غنی تر شدند. کهکشان ما یعنی کهکشان راه شیری، به احتمال زیاد به صورت یک گروه از کهکشان های اولیه کوچک تر بوده و از مواد پرتاب شده از ستاره های اولیه به داخل آن نسل های بعدی ستارگان ایجاد شدند.

کهکشان راه شیری حدود 10 میلیارد سال پیش شروع به شکل گیری کرد و امروزه هنوز هم کهکشان های کوتوله دیگر را در خود می بلعد. ما شاهد برخوردهای کهکشانی در سراسر جهان هستیم، بنابراین مخلوط شدن و ترکیب شدن ستاره ها و «مواد» تشکیل دهنده ستاره های اولیه تا زمان حال هم ادامه یافته است.

اگر به خاطر ستاره های اولیه نبود، هیچیک از وقایع باشکوهی که در کهکشان راه شیری و دیگر کهکشان ها دیده می شود به وجود نمی آمد. شاید در آینده نزدیک ستاره شناسان واقعاً راهی پیدا کنند که این ستارگان اولیه و کهکشان هایی که تشکیل می دادند را ببینند. این یکی از کارهای تلسکوپ فضایی جیمز وب در آینده است.

منبع : 020.ir