جدیدترین معمای کیهانی: کهکشان‌های نخستین چند ستاره داشتند؟

[ماتینا 4,434]

 

برای تخمین جرم کهکشان‌ها، اخترشناسان نور مشاهده شده آنها را با استفاده از یک ضریب تبدیل به جرم تبدیل می‌کنند. اما اکنون مشخص شده که تبدیلی که ده‌ها سال است اخترشناسان استفاده ‌می‌کنند، غلط است.

 

این تصویر متعلق به خوشه ستاره‌ای اومگا قنطورس واقع در کهکشان راه شیری است. در این تصویر، ستارگان جوان به رنگ آبی و ستارگان پیر به رنگ قرمز دیده می‌شوند. با این وجود، در کهکشان‌های دوردست‌تر محال است که بتوان ستارگان کم‌نور را مشاهده کرد. اکنون مشخص شده است که برخی از دورترین کهکشان‌های عالم از آنچه که اخترشناسان گمان می‌کردند، ستارگان بیشتری دارند.

 

به گزارش نیوساینتیست، تنها اطلاعاتی که دانشمندان از کهکشان‌ها بدست می‌آورند، از نور ستارگان آنها حاصل می‌شود. اما ستارگان تمام جرم یک کهکشان را تشکیل نمی‌دهند. بخشی از جرم کهکشان مربوط به ماده تاریک است که نامرئی است و مستقیما قابل اندازه‌گیری نیست.

 

برای دور زدن این مشکل، اخترشناسان عموما جرم کهکشان را بر اساس ترسیم نحوه حرکت ستارگان آن نسبت به یکدیگر تخمین می‌زنند. آنها میزان جرم مرئی را با جرم کلی مقایسه می‌کنند، و فرض می‌کنند که باقی جرم کهکشان باید از ماده تاریک تشکیل شده باشد.

 

اگرچه این روش استاندارد اخترشناسان است، اما اکنون مشخص شده که این روش مشکل بزرگی دارد. میشل کاپلاری، اخترشناسان دانشگاه آکسفورد می‌گوید: «برای تخمین دقیق جرم کهکشان‌ها، ما همیشه از یک ضریب تبدیل استفاده می‌کنیم تا نور را به جرم تبدیل کنیم. اما تبدیلی که ما ده‌ها سال بود استفاده می‌کردیم غلط است.»

 

کاپلاری کشف کرد که رابطه بین نور مرئی و جرم ستاره‌ای برای تمام کهکشان‌ها یکسان نیست، این رابطه از یک نوع کهکشانی به نوع دیگر تغییر می‌کند. این عدم تطابق برای دورترین کهکشان‌ها بدتر است، و میزان ستارگان این کهکشان‌ها سه برابر چیزی است که انتظار می‌رود. در این کهکشان‌های دوردست، اخترشناسان ستارگان بی‌فروغ و کم‌نور –همانند ستارگان قرمز تصویر بالا- را در محاسبات خود در نظر نمی‌گرفتند.

 

این موضوع معمای کیهانی جدید را مطرح کرده است: زمانی‌که ما به کهکشان‌های دوردست نگاه می‌کنیم، آنها را به شکلی مشاهده می‌کنیم که مربوط به دوران جوانی آنها است؛ اما چطور این کهکشان‌های پرستاره در اوایل دوران زندگی خود تا این اندازه بزرگ شده‌اند؟ کاپلاری می‌گوید: «آنها بایستی از آنچه که مردم تصور می‌کردند سریع‌تر رشد کرده باشند.»