احسان سنایی ـ ستاره‌شناسان، موفق به کشف ذرات غبارینی در پهنه‌ی کهکشان‌مان شده‌اند که بی‌شک رکورد سرعت چرخش را شکسته‌اند: بیش از ۱۰میلیارد دور در ثانیه. این ذرات، که تنها به‌اندازه‌ی ۱۰ تا ۵۰ اتم پهنا دارند؛ اخیراً توسط کاوشگر اروپایی ِ «پلانک» از ماهیت‌شان پرده‌برداری شده است. این کشف احتمالاً معمای ده‌‌هاساله‌ی ماهیت پرده‌ی مه‌آلودی که در پهنه‌ی کهشکان‌مان کشیده شده را پاسخ خواهد گفت.
تابش ِ گسیلی از این پرده‌ی مه‌آلوده (رجوع کنید به مقاله‌ی «میراث خشم راه شیری»)، همواره هم‌پیوندِ با توده‌های غبارین و فشرده‌ای بوده که در فضای مابین ستارگان جا گرفته‌اند؛ اما منشأ دقیق‌شان تاکنون در هاله‌ای از ابهام باقی مانده بود. به‌گفته‌ی تیم علمی مأموریت پلانک؛ حال، داده‌ها نشان از برخوردِ گاه‌به‌گاه اتم‌های پرسرعت میان‌ستاره‌ای و فوتون‌های نور فرابنفش، با ذرات غبار پراکنده در فضای بین‌ستاره‌ای می‌دهند. این بمبارانِ بی‌وقفه، ذرات غبار را به چرخش وامی‌دارد و دوَرانِ فوق‌سریع‌شان موجب گسیل نور در فرکانس‌هایی فراتر از محدوده‌ی میکروویو ِ طیف، می‌شود (میکرویوو؛ محدوده‌ی تابشی ِ متعارفِ ذرات معمولی غبار در پهنه‌ی کیهان است). به‌گفته‌ی دکتر «پیتر مارتین» (Peter Martin)؛ از اعضای تیم علمی کاوشگر پلانک و نیز استاد ستاره‌شناسی دانشگاه تورنتو؛ فهم رفتارهای گوناگونِ غبار کیهانی، به دانشمندان در حل نحوه‌ی شکل‌گیری ستارگان و سیارات، کمک خواهد کرد. او می‌گوید:
«اغلب عناصر سنگینی که نهایتاً در ایجاد سیاراتِ سنگی – و حتی بدن من و شما – دخالت می‌ورزند؛ اکثریت عمرشان را در قالب ذرات غبار سپری می‌کنند. پلانک، برخی از دقیق‌ترین نقشه‌برداری‌های صورت‌پذیرفته از ساختار و نحوه‌ی توزیع ِ گاز و غبار موجود در کهکشان‌مان را به‌ثمر رسانده است. این داده‌ها، به ما در فهم فرآیندهای زایشی ِ ستارگان و حتی شکل‌گیری کهکشان‌هایی نظیر راه شیری، کمک خواهد کرد».
کشف منشأ پرده‌ی مه‌آلود میکروویو، در نهایت اعضای تیم پلانک را در پالایش مشاهدات‌شان از «تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی» یا CMB؛ که بالغ بر ۱۳میلیارد سال پیش و تنها ۳۸۰هزار سال پس از انفجار بزرگ بر پهنه‌ی جهان تابیده شد؛ یاری خواهد نمود. مأموریت اصلی ماهواره‌ی پلانک که در اوایل سال ۲۰۰۹ عازم فضا گردید؛ پژوهش بر همین تابش مرموز است. اما با وجود اینکه CMB در سراسر نقاط کیهان نفوذ کرده؛ ولی تشخیص این نور پریده‌رنگ از بین ده‌ها منبع ِ مزاحم دیگر؛ مهارت ویژه‌ای می‌طلبد. ضمناً دانشمندان برای کسب تصویری دقیق از توزیع CMB، باید اجرام نزدیک‌تر به زمین؛ که در همین محدوده‌ی طیف (میکروویو) پرتوافشانی می‌کنند را هم به‌خوبی شناسایی کنند. «چارلز لارنس» (Charles Lawrence)؛ از اعضای تیم پلانک؛ و کیهان‌شناسی از پایگاه پژوهشی JPL ناسا در پاسادنای کالیفرنیا، می‌گوید: «اگر از تابش‌های گوناگونِ کیهانی غفلت کنیم؛ آن‌وقت اشتباهات بیشتری را در محاسباتمان از نور پس‌زمینه خواهیم داشت. این، دقیقاً مثل این است که انبوهی از حشرات گوناگون روی شیشه‌ی جلوی اتومبیل‌تان چسبیده باشند و اشیای دوردستِ ماورای شیشه را به‌درستی نبینید. ما نیازمند پنجره‌ی پاکیزه‌ای به‌روی جهان‌مان هستیم که خالی از هرگونه منبع ِ نوریِ تداخل‌گری باشد و آن وقت است که می‌توان به بررسی ِ دقیق تابش پس‌زمینه[ی کیهانی] دست زد».
داده‌های اولیه‌ی پلانک در خصوص منابع نوریِ غیرCMB – که امروز طی نشستی در انجمن اخترشناسی آمریکا در سیاتل ارائه گردید – افزون بر این غبارهای چرخنده؛ نشان از ساختارهایِ کیهانی نامتعارفی هم داده است.
مثلاً پلانک موفق به کشف گسترده‌ترین توده‌ی متشکل از ذرات سرد کیهانی داده که باید آن را سردترین جسم شناخته‌شده‌ی جهان نامید. دمای متوسط این ابرها، که از ذرات غبار و گاز ایجاد شده‌اند؛ فقط ۷ کلوین (۲۲۶- درجه‌ی سانتیگراد) است. چنین اجرامی را باید بستر گرم و نرمی برای تشکیل ستارگان تلقی کرد؛ چراکه غبار فشرده، به سردسازی گازها کمک می‌کند و موجبات رمبش و آغاز فرآیند زایش ستارگان را فراهم می‌آورد. ستارگانِ نوباوه، در پهنه‌ی این ابرهای سرد، به‌سادگی قابل تشخیص‌اند. دکتر «داگلاس اسکات» (Douglas Scott)؛ از اساتید دانشگاه بریتیش‌کلمبیای کانادا و یکی از بازرسان مأموریت پلانک، در این‌باره می‌گوید: «هریک از ۹۰۰ منطقه‌ی سردی که در فهرست کشفیات اخیر اعلام شده‌اند؛ مواضع بالقوه‌ی ستاره‌سازی قلمداد می‌شوند. موضوع ِ جذاب این خبر این است که حال، ما نقشه‌ای سراسری از این اجرام را در دست داریم که تلسکوپ‌های دیگر می‌توانند از آن بهره برند و از آنجاست که قادر به درک جزئیات اولیه‌ی تولد ستارگان خواهیم بود».
حساسیت تحسین‌برانگیز چشمان پلانک به امواج میکروویو همچنین امکان کشف نمونه‌هایی جدید از بزرگ‌ترین اجرام موجود در پهنه‌ی کیهان‌مان را هم برای دانشمندان فراهم آورد: داده‌های اولیه‌ی این کاوشگر، نشان از وجود ۱۹۰ خوشه‌ی کهکشانی داده که برخی‌شان را پیش‌تر نمی‌شناخته‌ایم.
مادامی‌که پرتوهای CMB از بین توده‌های گاز داغی که یک خوشه‌ی کهکشانی را احاطه کرده، می‌گذرد؛ تراز انرژی تابش CMB، طی فرآیندی موسوم به «پراکنش کامپتونی ِ معکوس»، تغییر می‌کند. این تغییر انرژی، نشانه‌ی طیفی ِ بارزی را در نور مربوطه بر‌جا می‌نهد که به «اثر سانیائف-زلدوویچ» (Sunyaev-Zel’dovich) معروف است. از آنجاکه پلانک قادر به ردیابی این اثر است؛ امیدها برای کشف هزاران نمونه‌ی دیگر از این خوشه‌های کهکشانی هم بالاست. لارنس، می‌گوید: «ما داریم درباره‌ی بزرگ‌ترین اجرام کیهان صحبت می‌کنیم. پس با بررسی ِ آن‌ها قادر به درک نحوه‌ی گردهمایی ِ بزرگ‌مقیاس ِ کهکشان‌ها و ساختارهای کیهانی خواهیم شد».
توضیح تصویر:
– نواحی مه‌آلود و قرمزرنگ تصویر، نشان از گسیل نورهایی می‌دهد که احتمالاً از غبارهای چرخنده نشأت گرفته‌اند / Planck team / NASA
منبع: National Geographic
در همین زمینه:
میراث خشم راه شیری – آبان‌ماه ۸۹
سفر به دشت‌های سرد کهکشان – اسفندماه ۸۸