کاوشی در کهن‌شهر کهکشان‌ها

برگردان: احسان سنایی

ستاره‌شناسان هم شبیه باستان‌شناسان‌ می‌شوند، هنگامی‌که در فضا فرومی‌روند و پرده‌های زمان را در جست‌وجوی بقایای کهنه‌ی کیهان، یکایک پس می‌زنند. در جریان یکی از این حفاری‌های ژرف اخیر و به‌لطف چشمان فروسرخ تلسکوپ فضایی اسپیتزر، آن‌ها موفق به پرده‌برداری از دورترین و درنتیجه قدیمی‌ترین خوشه‌ی کهکشان‌های نخستین هستی شدند؛ هرچند این جد دوردست خوشه‌های کهکشانی امروز، ظاهری شدیداً مدرن و متأخر دارد.

جمعیت متوسط این خوشه‌ی کهن که نام‌اش CLG J02182-05102 است را کهکشان‌های پیر و پرجرم و قرمز شکل داده که در خوشه‌های کنونی نیز شایع‌اند. چیزی مثلاً شبیه نسخه‌ی جوان‌تر خوشه‌ی گیسو¹ (Coma Cluster) که تا تکوین‌اش به شکل امروز هنوز میلیاردها سال فاصله داشته باشد.

مجموعه‌ای بزرگ و حیرت‌آور از کهکشان‌ها (نقاط قرمزرنگ میانه‌ی تصویر)، موسوم به خوشه‌ی CLG J02182-05102 در فاصله‌ای شدیداً دور. تصویر بالا، ترکیبی از مشاهدات فروسرخ (قرمز) تلسکوپ فضایی اسپیتزر و مرئی (سبز و آبی) رصدخانه‌ی غول‌پیکر سوباروی ژاپن است. لایه‌‌های ارغوانی‌رنگ، نشانه‌ای از تجمع نسبی کهکشان‌ها و تأکیدی بر نقاط تمرکز کهکشانی این خوشه‌ی دوردست است / NASA / Subaru Observatory

دکتر «کیسی پاپوویچ»؛ سرپرست نویسندگان پژوهش مزبور و استادیار فیزیک و اخترشناسی دانشگاه A&M تگزاس در این‌باره می‌گوید: «چیزی را کاملاً سرخ و سالخورده، شبیه به نسخه‌ی نوین خوشه‌ی گیسو؛ آن‌هم متعلق به عصری دوردست و کهن می‌بینیم»، او در ادامه می‌گوید: «به‌هرترتیب [گویا] در مکانی باستانی در روم حفاری کردیم و تکه‌هایی از رم امروز را میان ویرانه‌ها یافتیم».

CLG J02182-05102 شاید از زمان‌ خود فراتر رفته باشد؛ درست مثل روم باستان که بیش از دو هزاره پیش، با جمعیتی بالغ بر یک میلیون نفر – شرایطی که تقریباً تا اوایل سده‌ی هشتم پس از میلاد در لندن، تکرار نشد – بزرگ‌ترین شهر زمین بود و از این‌رو خوشه‌ی کهکشانی مزبور، چون تمدنی شدیداً توسعه‌یافته در آن نخستین دوران‌های تکوین هستی است. خوشه‌های کهکشانی، بزرگترین ساختارهای مقید به گرانش متقابل در پهنه‌ی کیهان‌اند و تصور می‌شود که به‌تدریج و با گذشت زمان پدید آمده‌ باشند.

پاپوویچ و تیم‌اش شکار شهرهای کهنه و نامکشوف جهان نخستین را از گسترده‌ترین نقشه‌برداری فراکهشانی موجود آغاز کرد. این مسّاحی وسیع آسمان،‌ موسوم به «نقشه‌برداری گسترده‌ی فروسرخ فراکهکشانی اسپیتزر» (SWIRE)، بخش پهناوری از آسمان را که شاید بتوان با ۲۵۰ قرص ماه کامل آن را پوشاند؛ رصد کرده است.

از آن‌جاکه گردآوری نور بیشتر به‌معنای کسب داده‌های خام بیشتر است؛ پژوهش‌گران با وسعت دیدی اینچنین، در همان رصدهای بایگانی‌شده‌ی اسپیتزر، به بخشی خاص از کیهان نگریستند. این مشاهدات افزوده، از ترکیب رصدهای تلسکوپ ژاپنی ۸-متری سوبارو (مستقر بر قله‌ی موناکی جزیره‌ی هاوایی) و تلسکوپ پرتو ایکس XMM-نیوتون وابسته به سازمان فضایی اروپا (ESA) به دست آمد.

تلسکوپ فضایی فروسرخ اسپیتزر؛ پیش از پرتاب در اتاق تمیز پایگاه تحقیقاتی JPL ناسا در پاسادنای کالیفرنیا / NASA

تلسکوپ فروسرخ انگلستان نیز که کمی آن‌سوتر از سوبارو، بر همان قله‌ی کوه موناکی جاخوش کرده، داده‌های فروسرخ را در راستای رصدهای تلسکوپ فضایی فروسرخ اسپیتزر و از مجرای پروژه‌ای موسوم به «نقشه‌برداری عمومی فراژرف آسمان» فراهم آورد.

پس از گردآوری تمامی این داده‌ها بود که امکان مشاهده‌ی ده‌ها کهکشان جدید، در همان رصدهای فروسرخ اسپیتزر، به‌وجود آمد. پاپوویچ می‌گوید: «ما چنین جرمی را بدون اسپیتزر کشف نمی‌کردیم؛ چراکه نور مرئی بسیار اندکی از این گروه از کهکشان‌ها گسیل می‌شود». از آن پس این تیم، زمانی را برای رصد نور «مرئی» محو درخشنده‌ترین کهکشان‌های خوشه‌ی CLG J02182-05102، از تلسکوپ ماژلان در شیلی اجاره کرد. این رصد، ستاره‌شناسان را قادر به برآورد سن تقریبی تعلق این خوشه به ۹.۶ میلیارد سال پیش نمود.

با این رصدها، پاپوویچ و تیم‌اش مشابهت فاصله‌ی هفت عضو از این خوشه را تأیید نمودند، که گویای وابستگی این اعضا به گروهی متشکل از ۶۰ کهکشان کهن بود. این‌که این مجموعه از کهکشان‌ها به‌عنوان خوشه‌ای محدود، و مقید به گرانش متقابل اعضایش باشد یا خیر، بسته به مشاهدات آتی است. به‌علاوه، تعریف یک «خوشه» هم خود متزلزل است؛ چیزی شبیه به تفاوت محو مابین یک شهر و شهرک، و این ابهام با محدودیت نورهای دریافتی از منبع مزبور نیز تقویت می‌شود.

رصدخانه‌ی غول‌پیکر سوبارو بر فراز قله‌‌ی کوه موناکی، در جزیره‌ی هاوایی / عکس از Ed Darack

تا به امروز، CLG J02182-05102 به‌عنوان ناحیه‌ای فشرده از کهکشان‌ها – چون کلان‌شهری در سرزمینی با روستاهای منزوی – شناخته شده است. خوشه در نواحی مرکزی به سرخی می‌درخشد و میزبان کهکشان‌های غول‌آسایی با ظرفیتی بیش از ده برابر کهکشان ماست؛ همچون بزرگترین کهکشان‌های جهان امروز که طی برخوردهای متوالی با دیگر کهکشان‌های همسایه، چاق و چاق‌تر شده‌اند². این غول‌ها با اجداد باستانی‌شان از برخی جنبه‌ها چنان متشابه‌اند که انگار آسمان‌خراشی را در روم باستان دیده باشید!

در بیست‌ویکم آوریل سال جاری، مقاله‌ی پاپوویچ جهت انتشار در نشریه‌ی «آستروفیزیکال ژورنال» مورد پذیرش قرار گرفت. پژوهشی دیگر توسط «ماسایوکی تاناکا» از انیستیتو فیزیک و ریاضیات دانشگاه ژاپن نیز چنین کشفی را به تأیید رسانده است.

پانوشت:

۱. خوشه‌ی گیسو با نام علمی Abel 1656، خوشه‌ا‌ی بزرگ از کهکشان‌ها متشکل از بالغ بر یک‌هزار کهکشان است که در فاصله‌ی ۳۲۱ میلیون سال نوری از زمین واقع شده است.

۲. ر.ک. «آخرین غذای یک غول»