ميدان فوق العاده ژرف

ميدان فوق العاده ژرف

http://www.hupaa.com/Data/Pic/P00299.jpg دانشمندانى كه عميق ترين عكس كيهان كه توسط تلسكوپ فضايى هابل تهيه شده است را مطالعه مى كنند به يك معماى بزرگ برخورده اند: انبوه ستارگان كجا هستند؟

عكس موسوم به «ميدان فوق العاده ژرف» هابل كه تركيبى از 800 عكس است، محتويات سطح بسيار كوچكى از آسمان را آشكار مى كند. اين عكس كهكشان هاى بسيار محو را كه ستارگان آنها تنها چند صدميليون سال پس از انفجار بزرگ متولد شدند نشان مى دهد. اما اين عكس آشكار مى كند كه تعداد ستارگانى كه در آن مرحله از تاريخ كيهان متولد شدند كمتر از برآوردهاى منجمان است و اين مسئله بر فرضيه هاى جارى پيرامون تكامل كيهان سايه شك مى افكند.

دكتر اندرو بانكر، از دانشگاه اكستر در بريتانيا كه سرپرستى تيمى از دانشمندان كه داده هاى هابل را مطالعه كرده است به عهده دارد مى گويد: «نتايج مطالعات ما برروى ميدان فوق العاده ژرف هابل شديداً سئوال برانگيز و يك معماى واقعى است. اين يافته ها مسلماً چيزى نيست كه من يا ساير نظريه پردازان در رشته اخترفيزيك انتظارش را داشتيم.»

آقاى بانكر پس از انجام اين مطالعه آژانس فضايى آمريكا، ناسا، را ترغيب كرده است براى سرويس، تعمير و روزآمدكردن تلسكوپ هابل اقدام كند تا اين تلسكوپ بتواند به حل معما كمك كند.

o جهان «تافته»

نكته سئوال برانگيز به زمان وقوع رويدادهاى مهم در ابتدايى ترين مراحل كيهان مربوط مى شود. دانشمندان معتقدند كه حرارت فوق العاده شديد كيهان پس از انفجار بزرگ در نهايت آنقدر افت كرد كه پروتون ها، نوترون ها و الكترون ها امكان تركيب و تشكيل اتم هاى خنثى هيدروژن و هليوم را يافتند. كيهان در جريان همين دگرگونى وارد دوره ظلمانى شد، زيرا ستارگان هنوز متولد نشده بودند.

زمانى كه ستارگان در نتيجه انقباض سحابى هاى متشكل از هيدروژن و هليوم متولد شدند، «عصر ظلمانى» جاى خود را به آنچه «رنسانس كيهانى» ناميده مى شود، داد. علاوه بر اين، اين ستارگان داغ و جوان، با توليد تشعشعات فرابنفش باعث شدند كه گاز و غبار موجود در كيهان، «تافته» شود كه به توليد پلاسماى «ميان-كهكشانى» كه امروز قابل رديابى است منجر شد. اما «ميدان فوق العاده ژرف» هابل اين روايت از رويدادهاى تاريخ كيهان را زير سئوال مى برد.

زمانى كه آقاى بانكر و همكارانش سرعت تشكيل ستارگان در قديمى ترين كهكشان هاى مشاهده شده در عكس را اندازه گيرى كردند، دريافتند كه اين ميزان فعاليت (در زمينه توليد ستارگان) براى ايجاد سطحى از تشعشعات كه براى توليد پلاسماى ميان-كهكشانى لازم است كافى نيست. آقاى بانكر گفت: «در اين مرحله آن اندازه فعاليت (در فرآيند توليد ستارگان) كه يونيزه شدن دوباره جهان را توضيح دهد به چشم نمى خورد. شايد در زمينه تشكيل ستارگان فعاليت بيشترى حتى در دوره هاى اوليه تر كيهان وجود داشته است كه اين مى تواند يك احتمال باشد.»

او افزود: «احتمال مهيج ديگر اين است كه ماهيت فيزيك در مراحل اوليه كيهان كامل متفاوت بوده است و درك ما از روند تشكيل ستارگان ناقص است.»

o تعابير مختلف

داده هاى هابل توسط رصدهاى تلسكوپ كك (Keck) در هاوايى و تلسكوپ «جمناى» (Gemini) در شيلى تاييد شده است. البته بايد گفت كه ارزيابى آقاى بانكر كاملاً بر ارزيابى ساير گروه هايى كه در اين زمينه كار مى كنند منطبق نيست.

چهار تيم كه داده هاى «ميدان فوق العاده ژرف» هابل را مطالعه كرده اند تعابير كاملاً متفاوتى از آن ارائه داده اند. براى مثال تيم تحت سرپرسى دكتر ماسيمو استياولى از موسسه علوم تلسكوپ فضايى در بالتيمور، آمريكا، معتقد است كه جمعيت ستارگان مشاهده شده در اين عكس احتمالاً براى يونيزه كردن كيهان كافى بوده است، البته به شرطى كه اين ستارگان در مقايسه با ستارگانى كه امروز مشاهده مى شوند، بزرگ تر بوده و حاوى مقدار بسيار كمترى عناصر سنگين بوده باشند. اما آنچه كليه ستاره شناسان در مورد آن اتفاق نظر دارند اين است كه براى حل اين معما آنها به دستگاه هاى پيشرفته تر رديابى در فضا نياز دارند كه بتواند نور داراى طول موج بلندى را كه از دوردست ترين ستارگان ساطع شده است بهتر تجزيه و تحليل كند. اگر ناسا برنامه سرويس تلسكوپ فضايى هابل را اجرا و ابزارى به نام «دوربين مادون قرمز وايدفيلد 3» را در آن تعبيه كند، اين تلسكوپ قادر به انجام اين كار خواهد بود.

با اين حال هنوز تصميم قطعى در مورد سرويس مجدد هابل گرفته نشده است و منجمان ممكن است مجبور شوند تا اوايل دهه آينده براى پرتاب تلسكوپ جيمز وب به فضا صبر كنند. دكتر ريچارد اليس، از موسسه تكنولوژى كاليفرنيا، آمريكا، كه از حاميان دوآتشه بهبود و روزآمدكردن هابل است گفت: «براى نخستين بار دست كم داده هاى واقعى براى بررسى اين مرز نهايى فضا در اختيار داريم، اما به رصدهاى بيشترى نياز داريم.»