ناسا تصویر تلسکوپ هابل از دورترین ستاره دیده‌شده تاکنون را منتشر کرد

دورترین ستاره یا احتمالاً جفت ستاره‌ای که اخترشناسان تاکنون دیده‌اند، به‌تازگی به لطف تلسکوپ فضایی هابل و خوشه‌ای عظیم از کهکشان‌ها آشکار شد. دور از زمین، جهان در اطراف خوشه‌ کهکشانی بزرگی خم شده و لنزی گرانشی را در فضا زمان به‌وجود آورده است که به عدسی خمیده در ذره‌بین بسیار شباهت دارد. این لنز مانند ذره‌بین، جسمی کوچک و مخفی را آشکار کرده است: منظومه‌ای ستاره‌ای از جهان اولیه.

به‌گزارش ورج، منظومه‌ ستاره‌ای دوردست به‌طور رسمی WHL0137-LS نامیده شده است؛ اما اخترشناسانی که منظومه را پیدا کرده‌اند، نام مستعار «ارندل» را از زبان انگلیسی باستان به آن داده‌اند که به معنای «ستاره صبحگاه» یا «نور درحال طلوع» است.

به‌نقل از نویسندگان مقاله‌ای جدید در نشریه‌ی نیچر که کشف جدید را توصیف کرده است، آن‌طور که امروز می‌بینیم، منظومه ارندل در عرض فقط ۹۰۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ درحال درخشش بود. ۱۲٫۸ میلیارد سال کامل طول کشید تا نور منظومه به تلسکوپ فضایی هابل برسد و از روی خوش‌شانسی با ترفندی گرانشی بزرگ‌نمایی شد تا به صورت لکه‌ای کوچک از فوتون‌ها در حسگر تصویربرداری هابل ظاهر شود. ارندل ۸٫۲ میلیارد سال قدیمی‌تر از خورشید و زمین و ۱۲٫۱ میلیارد سال پیرتر از نخستین حیوانات سیاره‌ی ما است.

ارندل حتی با استانداردهای ستارگان باستانی، جرمی متمایز محسوب می‌شود. پیش از ارندل، ستاره‌ای به نام ایکاروس با سن ۹٫۴ میلیارد سال (۳٫۴ میلیارد سال جدیدتر از رکوردار تازه)، عنوان قدیمی‌ترین ستاره‌ی رصدشده را دراختیار داشت. حتی باستانی‌ترین ابرنواخترهای شناخته‌شده که معمولاً درخشان‌ترین و مشاهده‌پذیرترین اجرام منفرد در پهنه‌ی فضا زمان به شمار می‌آیند، جوان‌تر از ارندل هستند.

پیش از کشف ارندل، ستاره‌ای به نام ایکاروس، عنوان دورترین ستاره‌ی منفرد دیده‌شده تاکنون را دراختیار داشت.

کمان سانرایز، کهکشان خاستگاه ارندل نامش را از «اثر لنز یا همگرایی گرانشی» که کشف امروز را امکان‌پذیر کرد، گرفته است. برایان ولش، اخترشناس دانشگاه جانز هاپکینز و نویسنده اصلی مقاله‌ی نیچر به ورج گفت «این کهکشان دراثر همگرایی گرانشی خوشه‌ای عظیم از کهکشان‌ها در پیش‌زمینه، بزرگ‌نمایی شده و به شکل کمانی نازک و کشیده به‌نظر می‌آید. ولش افزود درحالی‌که مشغول مطالعه‌ی خود همگرایی گرانشی بود، به‌طور ناگهانی ارندل را پیدا کرد.

لنزهای گرانشی مانند ذره‌بین معمولاً تصاویر را دفرمه و پیچ‌خورده می‌کنند و دارای مناطقی با بزرگ‌نمایی بیشتر و کمتر هستند. اگر در خانه ذره‌بین دارید، بهترین بزرگ‌نمایی احتمالاً در مرکز دایره‌ای ساده است. استفاده از لنزهای گرانشی پرزحمت‌تر است.

در لنز گرانشی، خطی به نام «منحنی بحرانی» وجود دارد که در آن بزرگ‌نمایی شدیدتر از سایر مناطق است. اجسام دیده‌شده ازطریق لنز، در امتداد منحنی بحرانی بازتابیده و به دفعات متعدد ظاهر می‌شوند و از منظر ما روی زمین هرچه از نزدیک‌تر با خط منحنی هم‌راستا باشند، بزرگ‌شده‌تر به‌نظر می‌آیند.

این تصویر، ارندل را در ارتباط با کمان سانرایز نشان می‌دهد.

ولش می‌گوید «با هدف اندازه‌گیری بزرگ‌نمایی کمان سانرایز درحال ایجاد مدلی از اثرات همگرایی خوشه کهکشانی بودم. مدل‌ها به‌طور مرتب پیش‌بینی می‌کردند که این یک نقطه‌ی روشن روی کمان باید بزرگ‌نمایی بسیار بالایی داشته باشد.» ولش پی برد که این نقطه‌ی روشن جسمی است که از فاصله‌ای بسیار نزدیک با منحنی بحرانی هم‌راستا شده است؛ آنچنان نزدیک و آنچنان کوچک که حتی چشم تیزبین هابل تصویر دوتایی و بازتابیده‌شده‌ی آن در امتداد خط را به‌عنوان لکه‌ای واحد تشخیص داد.

این مجاورت به منحنی بحرانی همچنین بدان معنا است که جسم فارغ از مکان خود، پیش از رسیدن به هابل بین هزار تا ۴۰ هزار بار بزرگ‌نمایی شده بود. هرچقدر هم که برای هابل کوچک و کم‌نور به‌نظر می‌رسید، دراصل در مقیاس کهکشان کمان سانرایز بسیار ریزتر بود. ولش گفت «همان‌طور که آن را بیشتر بررسی کردم، دریافتم که منبع آنقدر کوچک است که چیزی جز یک ستاره‌ی منفرد یا منظومه‌ای دوتایی نیست.»

ولش و تیم بین‌المللی بزرگی از نویسندگان همکار، سه سال و نیم وقت خود را برای مطالعه‌ی ارندل در رصدهای متعدد هابل صرف کردند تا تأیید کنند که جسمی واقعی و نه اثر گذرای نور را می‌بینند. به‌گفته‌ی ولش، این زمان و تلاش ارزشش را داشت؛ زیرا این ستارگان بسیار قدیمی می‌توانند اطلاعاتی ارزشمند را درباره‌ی تاریخ جهان به ما بیاموزند. ولش گفت:

با اجسام دوردست، درحال دیدن گذشته‌ی جهان و زمانی هستیم که جهان با امروز بسیار متفاوت به نظر می‌آمد. ما می‌دانیم که کهکشان‌ها در این دوران اولیه متفاوت به نظر می‌رسند و می‌دانیم که پیش از آن‌ها نسل‌های نسبتاً کمی از ستارگان وجود داشته‌اند.»

ستارگان کارخانه‌های عناصر سنگین در جهان ما هستند و زمانی شکل گرفتند که اتم‌هایی مانند هیدروژن و هلیوم ازطریق فرایند همجوشی هسته‌ای به یکدیگر پیوند خوردند تا مواد سنگین‌تر نظیر کربن، اکسیژن و حتی آهن را به وجود آورند. به‌گفته‌ی ولش، ارندل در آن مرحله‌ی اولیه در تاریخ جهان ما، احتمالاً مواد سنگین‌تر از هلیوم کمی در منظومه‌ی خود داشت. ولش افزود «مطالعه‌ی دقیق این ستارگان همگراشده، به ما نشان می‌دهد که ستارگان در این روزهای اولیه چگونه بودند و با ستارگان موجود در جهان نزدیک چه تفاوتی داشتند.»

تلسکوپ فضایی جیمز وب که دی ماه سال گذشته پرتاب شد، هم‌اکنون درحال آمادگی برای آغاز فعالیت‌های علمی‌اش است. نویسندگان مقاله می‌نویسند ابزار اپتیکی این تلسکوپ پیشرفته‌تر از هابل هستند و باید بتوانند تأیید کنند که ارندل یک منظومه ستاره‌ای واحد و نه خوشه‌ای از منظومه‌های ستاره‌ای به‌هم پیوسته است. علاوه‌براین، نویسندگان امیدوار هستند تا دریابند ارندل ستاره‌ای منفرد یا منظومه‌ای دوتایی است و همچنین از بین سایر خصوصیات، جزئیاتی بیشتر درباره‌ی دما و جرم آن بیاموزند.