افزایش ۱۰ برابری رصد ابرنواخترها با تلسکوپ فضایی جیمز وب

به گزارش ایسنا به نقل از ناسا، «تلسکوپ فضایی جیمز وب» ناسا با بررسی عمیق کیهان، اولین نگاه دقیق خود را به ابرنواخترها از زمانی که جهان ما تنها بخش کوچکی از سن کنونی خود بود به دانشمندان ارائه داده است.

یک گروه پژوهشی با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب، ابرنواخترها را ۱۰ برابر بیشتر از آنچه پیشتر شناخته شده بود، در جهان اولیه شناسایی کرده‌اند. تعداد کمی از ستاره‌های جدید در حال انفجار، دورترین نمونه‌ها در نوع خود هستند؛ از جمله ستاره‌هایی که برای اندازه‌گیری میزان انبساط کیهان استفاده می‌شوند.

«کریستا دیکورسی»(Christa DeCoursey) دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد در «رصدخانه استوارد»(Steward Observatory) و «دانشگاه آریزونا»(UArizona) گفت: جیمز وب یک ماشین کشف ابرنواختر است. تعداد انبوه کشف‌ها به اضافه فواصل زیاد تا این ابرنواخترها، دو نتیجه هیجان‌انگیز از بررسی ما هستند.

دیکورسی یافته‌های این پژوهش را در دویست و چهل و چهارمین نشست «انجمن نجوم آمریکا»(AAS) در شهر مدیسون ایالت ویسکانسین ارائه کرد.

پژوهشگران برای انجام دادن این اکتشافات، داده‌های تصویربرداری به‌دست‌آمده از برنامه «JADES» جیمز وب را تجزیه و تحلیل کردند. جیمز وب برای یافتن ابرنواخترهای بسیار دور ایده‌آل است زیرا نور آنها به صورت طول موج‌های بلندتری ظاهر می‌شود. این پدیده «انتقال به سرخ کیهانی» نام دارد.

پیش از پرتاب جیمز وب، تنها تعداد انگشت‌شماری از ابرنواخترها در این طول موج پیدا شده بودند و مربوط به زمانی هستند که کیهان تنها ۳.۳ میلیارد ساله بوده؛ یعنی فقط ۲۵ درصد از سن کنونی خود را داشته است. نمونه یافت‌شده در برنامه JADES حاوی ابرنواخترهای زیادی است که در گذشته و زمانی که جهان کمتر از دو میلیارد سال داشت، منفجر شدند.

پیش از این، پژوهشگران از «تلسکوپ فضایی هابل» برای مشاهده ابرنواخترها در زمانی که جهان در مرحله بزرگسالی جوانی بود استفاده می‌کردند. دانشمندان در برنامه JADES، ابرنواخترها را در زمانی مشاهده کرده‌اند که جهان در مرحله نوجوانی یا پیش‌نوجوانی خود بوده است. آنها امیدوارند در آینده بتوانند مرحله کودکی یا نوزادی جهان را ببینند.

پژوهشگران برای کشف این ابرنواختر، چندین عکس گرفته‌شده با فاصله زمانی یک سال را مقایسه کردند و به دنبال منابعی گشتند که ناپدید شده‌اند یا در آن تصاویر ظاهر شده‌اند. این اجرام که در طول زمان در روشنایی مشاهده‌شده متفاوت هستند، گذرا نامیده می‌شوند و ابرنواخترها نیز نوعی گذرا هستند. گروه «نمونه بررسی گذرا» در برنامه JADES مجموعا حدود ۸۰ ابرنواختر را در بخشی از آسمان کشف کردند که ضخامت آن به اندازه یک دانه برنج بود.

«جاستین پیرل»(Justin Pierel) پژوهشگر «مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی»(STScI) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعا اولین نمونه ما از شکلی است که جهان در انتقال به سرخ کیهانی به نظر می‌رسد. ما در تلاش هستیم تا تشخیص دهیم که آیا ابرنواخترهای دوردست با آنچه در جهان نزدیک می‌بینیم، تفاوت اساسی دارند یا بسیار شبیه هستند.

پیرل و سایر پژوهشگران مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی، تجزیه و تحلیل تخصصی را برای تعیین این موضوع ارائه کردند که کدام یک از گذراها واقعا ابرنواختر هستند و کدام نیستند زیرا بیشتر آنها بسیار شبیه به هم به نظر می‌رسند.

آنها تعدادی ابرنواختر با انتقال به سرخ بالا شناسایی کردند. در میان آنها دورترین ابرنواختری قرار دارد که تاکنون از نظر طیف‌سنجی تایید شده است و انتقال به سرخ آن ۳.۶ است. ستاره مولد آن زمانی منفجر شد که کیهان تنها ۱.۸ میلیارد سال داشت. این به اصطلاح «ابرنواختر فروپاشی هسته‌ای»، انفجار یک ستاره بزرگ است.

«ابرنواخترهای نوع یکم ای»(Type Ia supernova) مورد توجه اخترفیزیک‌دانان هستند. این ستاره‌های در حال انفجار آن قدر درخشان هستند که از آنها برای اندازه‌گیری فواصل دور کیهانی استفاده می‌شود و به دانشمندان کمک می‌کند تا سرعت انبساط جهان را محاسبه کنند. این گروه پژوهشی حداقل یک ابرنواختر نوع یکم ای را در انتقال به سرخ ۲.۹ شناسایی کردند. نور حاصل از این انفجار ۱۱.۵ میلیارد سال پیش و زمانی که جهان تنها ۲.۳ میلیارد سال داشت، به سوی ما سفر کرد. رکورد پیشین فاصله برای یک ابرنواختر نوع یکم ای که از نظر طیف‌سنجی تایید شده است، انتقال به سرخ ۱.۹۵ بود و زمانی به ما رسید که جهان ۳.۴ میلیارد سال داشت.

دانشمندان مشتاق هستند تا ابرنواخترهای نوع یکم ای با انتقال به سرخ بالا را تحلیل کنند تا ببینند که آیا همه آنها بدون در نظر گرفتن فاصله، درخشندگی ذاتی یکسانی دارند یا خیر. این بسیار مهم است زیرا اگر روشنایی آنها با انتقال به سرخ تغییر کند، نشان‌گرهای قابل اعتمادی برای اندازه‌گیری میزان انبساط جهان نخواهند بود.

پیرل این ابرنواختر نوع یکم ای را که در انتقال به سرخ ۲.۹ یافت شد، تحلیل کرد تا بفهمد که آیا روشنایی ذاتی آن متفاوت از حد انتظار است یا خیر. از آنجا که این جرم اولین نمونه از نوع خود است، نتایج به‌دست‌آمده هیچ مدرکی را مبنی بر تغییر روشنایی نوع یکم ای در اثر انتقال به سرخ نشان نمی‌دهند. اگرچه اطلاعات بیشتری مورد نیاز است اما در حال حاضر نظریه‌های مبتنی بر ابرنواختر نوع یکم ای درباره سرعت انبساط جهان و سرنوشت نهایی آن کامل به نظر می‌رسند.

پیرل نیز یافته‌های خود را در دویست و چهل و چهارمین نشست انجمن نجوم آمریکا ارائه کرد.