با استفاده از قابلیت‌های شگفت‌انگیز تلسکوپ وب ناسا و پدیده طبیعی لنزینگ گرانشی، اخترشناسان به دستاوردی بی‌سابقه دست یافتند: مشاهده ستارگان منفرد در کهکشانی به نام کمان اژدها که در فاصله ۶.۵ میلیارد سال نوری قرار دارد.
این پیشرفت، فرصتی منحصربه‌فرد برای مطالعه تکامل کهکشان‌ها، ماهیت ماده تاریک و چرخه زندگی ستارگان دوردست فراهم می‌کند.
کمان اژدها
این کهکشان که به نام کمان اژدها شناخته می‌شود، در راستای خوشه کهکشانی Abell 370 مشاهده شد که مانند یک ذره‌بین کیهانی عمل می‌کند.
میدان گرانشی این خوشه نور کمان اژدها را کشیده و تقویت می‌کند و ساختار مارپیچی آن را به یک قوس کشیده تبدیل می‌کند.
این اثر لنزینگ بزرگ‌مقیاس به اخترشناسان این امکان را داد تا برای نخستین بار ستارگان منفرد را در این کهکشان دوردست مشاهده کنند.
هاله عظیم اما نامرئی ماده تاریک خوشه کهکشانی به‌عنوان یک «لنز بزرگ‌مقیاس» عمل می‌کند، در حالی که ستارگان پراکنده و آزاد موجود در خوشه به‌عنوان «لنزهای کوچک‌مقیاس» عمل کرده و میزان بزرگ‌نمایی را افزایش می‌دهند.
توضیحات درباره لنزهای گرانشی
دکتر “ایچی اگامی”، استاد پژوهشی در رصدخانه استیوارد دانشگاه آریزونا، توضیح داد:
«درون خوشه کهکشانی، ستارگان زیادی شناورند که به هیچ کهکشانی وابسته نیستند. وقتی یکی از این ستارگان در راستای دید ما و ستارگان کهکشان پس‌زمینه قرار می‌گیرد، به‌عنوان یک لنز کوچک‌مقیاس عمل می‌کند و اثر لنز بزرگ‌مقیاس خوشه کهکشانی را تقویت می‌کند.»
شناسایی ۴۴ ستاره منفرد
مطالعه‌ای که توسط “یوشینوبو فوداموتو” از دانشگاه چیبا در ژاپن هدایت شد، موفق به شناسایی ۴۴ ستاره منفرد در کمان اژدها شد که بیشترین تعداد ثبت‌شده در چنین کهکشانی دوردست است.
این یافته‌ها پیشرفتی چشمگیر در مطالعه کهکشان‌های دوردست محسوب می‌شود، جایی که معمولاً ستارگان به‌دلیل فاصله زیاد به‌صورت نوری محو و ترکیب‌شده دیده می‌شوند.
فوداموتو توضیح داد: «برای ما، کهکشان‌های بسیار دور معمولاً مانند توده‌ای محو و مبهم به نظر می‌رسند. اما در واقع، این توده‌ها شامل بسیاری از ستارگان منفرد هستند که ما نمی‌توانیم با تلسکوپ‌های خود آن‌ها را تفکیک کنیم.»
مشاهدات تلسکوپ وب
به لطف حساسیت شگفت‌انگیز JWST و اثرات ترکیبی لنزینگ بزرگ‌مقیاس و کوچک‌مقیاس، تیم پژوهشی توانست تغییرات روشنایی این ستارگان را در طول زمان ردیابی کند.
این تغییرات به‌دلیل حرکت نسبی ستارگان در خوشه کهکشانی رخ داد که تراز و میزان بزرگ‌نمایی ستارگان دوردست را تغییر می‌دهد.
ستارگان دوردست کمان اژدها
ستارگان مشاهده‌شده در کمان اژدها عمدتاً غول‌های سرخ بودند – ستارگان عظیمی که در پایان عمر خود قرار دارند و مشابه ستاره “ابط‌الجوزا” در صورت فلکی جبار هستند.
این یافته‌ها برخلاف کشفیات پیشین است که بیشتر غول‌های آبی را شناسایی کرده بودند. توانایی JWST برای شناسایی ستارگان خنک‌تر با قابلیت‌های فروسرخ این تلسکوپ امکان‌پذیر شد.
اهمیت علمی یافته‌ها
این کشف نشان می‌دهد که برای نخستین بار، مطالعه تعداد زیادی از ستارگان منفرد در یک کهکشان دوردست ممکن است.
توانایی شناسایی انواع مختلف ستارگان اطلاعات ارزشمندی در مورد تشکیل ستارگان و ترکیب شیمیایی کهکشان‌های دوردست فراهم می‌کند.
ماده تاریک و تکامل کهکشان‌ها
این یافته‌ها پیامدهای عمیقی برای درک ما از جهان دارند. مشاهده ستارگان منفرد در کهکشان‌های دوردست به دانشمندان امکان می‌دهد ساختار لنزهای گرانشی را بررسی کنند و روشی نوین برای مطالعه ماده تاریک ارائه می‌دهد که تصور می‌شود شکل‌گیری کهکشان‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
همچنین، تراز لنزهای کوچک‌مقیاس پنجره‌ای به ویژگی‌ها و رفتارهای جمعیت‌های ستاره‌ای دوردست باز می‌کند.
با مطالعه تغییرات روشنایی و رنگ این ستارگان، اخترشناسان می‌توانند بینش‌هایی درباره دینامیک خوشه‌های کهکشانی و شرایط تأثیرگذار بر تشکیل و بقای ستارگان در جهان اولیه به‌دست آورند.
گام بعدی چیست؟
کمان اژدها تنها آغاز راه است. مشاهدات آینده با استفاده از JWST احتمالاً ستارگان بیشتری را در کهکشان‌های دور شناسایی می‌کند و مطالعات دقیق‌تری از چرخه‌های زندگی و تعاملات آن‌ها ممکن می‌سازد.
این تلاش‌ها می‌تواند به صدها پروفایل ستاره‌ای منفرد منجر شود و درک ما از تکامل کهکشان‌ها در طول میلیاردها سال را گسترش دهد.
فوداموتو توضیح داد: «با مشاهده مکرر یک کهکشان، می‌توانیم ستارگان را ببینیم که در کهکشان‌های دور ظاهر و ناپدید می‌شوند.»
گشودن رازهای کیهان
این کشف نشان‌دهنده پتانسیل عظیم JWST و لنزینگ گرانشی برای پیشبرد مرزهای نجوم رصدی است.
با مشاهده ستارگان منفرد در فاصله میلیاردها سال نوری، دانشمندان در حال بازگشایی برخی از بزرگ‌ترین رازهای جهان هستند؛ از ماهیت ماده تاریک گرفته تا دینامیک پیچیده تکامل کهکشان‌ها.
این مطالعه که در مجله Nature Astronomy منتشر شده است، زمینه‌ساز اکتشافات عمیق‌تر در کیهان خواهد بود و مبنایی برای مطالعات آینده فراهم می‌کند که به گسترش درک انسان از جایگاه ما در جهان ادامه خواهد داد.
