راه شیری را نه به‌صورت یک مارپیچ منظم، بلکه همچون انباشتی پرتلاطم از بی‌شمار کهکشان کوچک‌تر تصور کنید؛ کهکشان‌هایی که کنار هم می‌لغزند، با هم برخورد می‌کنند و آرام‌آرام به یکدیگر گره می‌خورند. تصور عجیبی است؟ بله. اما شبیه‌سازی‌های تازه نشان می‌دهد که کهکشان خانه ما زندگی خود را دقیقا از دل چنین درهم‌تنیدگی آشفته‌ای آغاز کرده است.
یک تیم بین‌المللی طی سه سال، شبیه‌سازی بسیار پرجزئیاتی به نام مگاترون را اجرا کرد؛ مدلی که زمان کیهانی را به چند صد میلیون سال نخست پس از مهبانگ بازمی‌گرداند. این مدل از حدود ۱۸۰ میلیون سال پس از آغاز جهان شروع می‌شود و تکامل را تا نزدیک به ۲ میلیارد سال دنبال می‌کند. در این مسیر، گازهای باستانی، درخشش کم‌فروغ ستارگان نوزاد و شیمی پدیدآمده از مرگ ستارگان بررسی می‌شود. نتیجه، دقیق‌ترین ردیابی دیجیتال تاکنون از چگونگی شکل‌گیری یک کهکشان شبیه راه شیری از هزاران پیش‌ساز کوچک است.
چرا این موضوع اکنون اهمیت دارد؟ زیرا مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب، کهکشان‌های نوزاد و فشرده‌ای را در جهان آغازین آشکار کرده که به‌طور غیرمنتظره‌ای درخشان‌اند؛ ویژگی‌هایی که مدل‌های قدیمی‌تر در بازتولید آن‌ها با دشواری روبه‌رو بودند. مگاترون برای پر کردن همین فاصله ساخته شده است و امضاهای طیفی و ردپاهای نوری‌ای را پیش‌بینی می‌کند که با داده‌هایی از همان دوره کیهانی که وب گردآوری می‌کند، همخوانی دارند.
هارلی کتز، استادیار اخترشناسی و اخترفیزیک در دانشگاه شیکاگو و از نویسندگان این پژوهش، توضیح می‌دهد که قوانین فیزیکی فعال در آن نخستین لحظات، ردپاهایی بر جای گذاشته‌اند که هنوز هم در کیهان محلی ما دیده می‌شوند. این شبیه‌سازی فقط حرکت را دنبال نمی‌کند؛ بلکه فیزیک تابشی، سرد شدن گاز و شیمی پیچیده‌ای را نیز در خود دارد که پس از نخستین ابرنواخترها شکل گرفت.
داستان نخستین ستارگان مانند زنجیره‌ای از رویدادهای ناگهانی ظاهر می‌شود. در آغاز، تنها گازهای دست‌نخورده وجود داشتند. سپس نخستین ستارگان شعله‌ور شدند و جهان سپیده‌دم کیهانی خود را تجربه کرد. آن‌ها سریع زیستند و جوان مردند و پیرامون خود را با کربن، اکسیژن، آهن و دیگر عناصر سنگین غنی کردند. همین عناصر، ماده خام نسل‌های بعدی ستارگان و سیاره‌هایی شدند که بعدها پیرامون آن‌ها شکل گرفتند.
مگاترون این چرخه حیات را دنبال می‌کند: تولد، تکامل و مرگ نخستین ستارگان، و مسیری مستقیم از گاز آغازین تا بلوک‌های سازنده حیات را ترسیم می‌کند.
مارتین ری، اخترفیزیک‌دان نظری در دانشگاه باث، تأکید می‌کند که ترکیب چنین شبیه‌سازی‌های دقیقی با مشاهدات جیمز وب، آزمایشگاهی بی‌سابقه برای آزمودن مدل‌های مربوط به نخستین ستارگان فراهم می‌کند. پژوهشگران به‌جای تنظیم پارامترها برای تطبیق با یک تصویر منفرد، اکنون می‌توانند بررسی کنند که آیا یک جهان شبیه‌سازی‌شده، الگوهای طیفی و ساختاری را در گذر زمان بازتولید می‌کند یا نه.
این شبیه‌سازی همچنین نشان می‌دهد که راه شیری مدت‌ها پس از دو میلیارد سال نخست نیز همچنان یک کارگاه ساختمانی پررفت‌وآمد بوده است. ادغام‌های کهکشانی ادامه داشته‌اند؛ برای نمونه، جذب تدریجی کهکشان کوتوله قوس احتمالا میلیاردها سال بعد آغاز شده و هنوز هم هاله کهکشانی و جریان‌های ستاره‌ای ما را شکل می‌دهد.
نتایج مگاترون که در نشریه دسترسی آزاد اخترفیزیک منتشر شده، چارچوبی محکم فراهم می‌کند تا مشاهدات کنونی و آینده با آن سنجیده شوند. این تیم هم‌اکنون در حال توسعه نسل بعدی مدل‌هاست تا پدیده‌های بیشتری را دربر گیرد؛ به‌ویژه نقش سیاه‌چاله‌های فعال و بازخورد آن‌ها در کیهان نوزاد.
پس دفعه بعد که به نوار ستارگانی نگاه کردید که بر فراز آسمانی تاریک کمان زده‌اند، این نکته را به یاد بیاورید: مارپیچ آرام ما وارث کودکی آشفته است، تکه‌دوزی باستانی‌ای که از هزاران جهان کوچک‌تر دوخته شده؛ و ما تازه در آغاز راه گشودن راز بافته شدن این فرش کیهانی هستیم.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات
هنوز نظری ثبت نشده. اولین نفر باشید.