اخترشناسان به رهبری محققان دانشگاه کالیفرنیا (ریورساید) با استفاده از دادههای تلسکوپ فضایی جیمز وب ( JWST) ناسا، دقیقترین نقشه از شبکه کیهانی (COSMOS Web) را که تاکنون ساخته شده تهیه کردهاند که شبکه کهکشانها را از زمانی که جهان یک میلیارد ساله بود، ردیابی میکند.
به گزارش خبرنگار دیدهبان علم ایران، شبکه کیهانی، چارچوب وسیع و اسکلتمانند کیهان است – شبکهای از رشتهها و صفحات در هم تنیده از ماده تاریک و گاز که فضاهای خالی عظیم و تقریباً خالی را احاطه کردهاند. این شبکه، معماری زیربنایی کیهان را تشکیل میدهد و کهکشانها و خوشهها را در یک ساختار واحد، پیچیده و گسترده به هم متصل میکند.
این مطالعه که در مجله The Astrophysical Journal منتشر شده از بزرگترین بررسیهای JWST که تاکنون انجام شده است – COSMOS Web – برای ردیابی چگونگی تشکیل شبکه کهکشانها در طول ۱۳.۷ میلیارد سال تاریخ کیهانی استفاده کرده است.
از زمان پرتابش در سال ۲۰۲۱، JWST با حساسیت و وضوح فوقالعادهاش، نجوم را متحول کرده است. ابزارهای مادون قرمز آن، کهکشانهای کمنور و دوردستی را که برای رصدخانههای قبلی نامرئی بودند، رصد میکنند و به دانشمندان اجازه میدهند تا گذشتههای دورتری را نسبت به گذشته و از میان غبار کیهانی ببینند.
برای مهار این قدرت، یک تیم بینالمللی، COSMOS-Web، بزرگترین برنامهی رصد عمومی (GO) انتخاب شده برای JWST را طراحی کرد. برنامهی GO راه اصلی دسترسی ستارهشناسان به تلسکوپ برای تحقیقاتشان است. این بررسی که منطقهای پیوسته از آسمان را به اندازهی تقریباً سه ماه کامل پوشش میدهد، برای نقشهبرداری از شبکهی کیهانی طراحی شده است.
حسین حاتمنیا ، دانشجوی کارشناسی ارشد رصدخانههای UCR و کارنگی و نویسندهی اصلی این مطالعه ، گفت: «JWST دیدگاه ما را نسبت به جهان کاملاً تغییر داده است و COSMOS-Web از ابتدا طوری طراحی شده بود که دیدگاه وسیع و عمیقی را که برای دیدن شبکهی کیهانی نیاز داریم، به ما ارائه دهد. برای اولین بار میتوانیم تکامل کهکشانها را در ساختارهای خوشهای و رشتهای در طول زمان کیهانی، از زمانی که جهان یک میلیارد ساله بود تا جهان نزدیک، مطالعه کنیم.»
جهان نزدیک به همسایگی کیهانی ما در فاصله تقریبی ۱ میلیارد سال نوری اشاره دارد. تقریباً ۵.۸۸ تریلیون مایل، یک سال نوری مسافتی است که نور در یک سال زمینی طی میکند و برای اندازهگیری فواصل عظیم در فضا استفاده میشود.
برشی از نقشه شبکه کیهانی COSMOS-Web، کهکشانها را در طول تقریباً ۱۴ میلیارد سال تاریخ کیهانی نشان میدهد. رأس سمت چپ، زمان حال را نشان میدهد. با حرکت به سمت بیرون، هر کهکشان در فاصله خود از زمان کیهانی قرار میگیرد و به زمانی برمیگردد که جهان کمتر از یک میلیارد سال قدمت داشت. مناطق زرد روشن، خوشهها و رشتههای متراکم شبکه کیهانی را نشان میدهند، در حالی که مناطق تاریک، فضاهای تقریباً خالی بین آنها را نشان میدهند. (UCR/حسین حاتمنیا)
بهرام مبشر ، استاد فیزیک و نجوم در UCR و استاد راهنمای حاتمنیا، توضیح داد که ساختار بزرگمقیاس شناساییشده از دادههای شبکه کیهانی JWST بسیار آموزندهتر از نقشههای قبلی از همان منطقه از آسمان است که توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است.
او گفت، یک مقایسه مستقیم در کنار هم نشان میدهد که نسل قبلی دادهها چقدر ساختارها را هموار کردهاند.
مبشر گفت: «این جهش در عمق و وضوح واقعاً قابل توجه است و اکنون میتوانیم شبکه کیهانی را در زمانی ببینیم که جهان تنها چند صد میلیون سال قدمت داشت، دورانی که اساساً تا قبل از بهره برداری از تلسکوپ فضایی جیمز وب غیرقابل دسترس بود. آنچه که قبلاً مانند یک ساختار واحد به نظر میرسید، اکنون به ساختارهای متعددی تجزیه میشود و جزئیاتی که قبلاً هموار شده بودند، اکنون به وضوح قابل مشاهده هستند.»
حاتمنیا توضیح داد که این پیشرفت حاصل همکاری دو نقطه قوت تلسکوپ فضایی جیمز وب است.
او گفت: «این تلسکوپ کهکشانهای کمنور بسیار بیشتری را در همان بخش از آسمان شناسایی میکند و فاصله تا آن کهکشانها بسیار دقیقتر اندازهگیری میشود؛ بنابراین هر کهکشان میتواند در برش صحیحی از زمان کیهانی قرار گیرد و وضوح نقشه را افزایش دهد.»
در راستای سنت دیرینه علوم آزاد در COSMOS، این تیم نقشههای ساختار بزرگمقیاس را به صورت عمومی منتشر میکند.
بهرام مبشر و حسین حاتمنیا
مبشر و حاتمنیا در این مطالعه به دانشمندانی از ایالات متحده، دانمارک، شیلی، فرانسه، فنلاند، سوئیس، ژاپن، چین، آلمان و ایتالیا پیوستند.
این مطالعه با کمکهای مالی برنامه تحقیق و نوآوری Horizon 2020 اتحادیه اروپا پشتیبانی شده است.
عنوان مقاله منتشر شده از این تحقیق در مجله The Astrophysical Journal، «ساختار در مقیاس بزرگ در COSMOS-Web: ردیابی تکامل کهکشان در شبکه کیهانی تا z ~ 7 با بزرگترین بررسی JWST» است.
انتهای پیام