کشف بزرگ‌ترین مخزن آب در جهان: ۱۴۰ تریلیون برابر آب زمین
یکی از بزرگ‌ترین کشفیات کیهانی، شناسایی مخزن عظیمی از بخار آب در اطراف یک اختروش دوردست به نام APM 08279+5255 است. این اختروش، که توسط یک سیاه‌چاله غول‌پیکر با جرمی معادل ۲۰ میلیارد برابر خورشید هدایت می‌شود، انرژی‌ای برابر با هزار تریلیون خورشید تولید می‌کند. این کشف نشان‌دهنده اهمیت آب در تکامل کیهانی و حضور آن در مراحل اولیه شکل‌گیری جهان است.
(اختروش یا کوآزار (Quasar) یکی از درخشان‌ترین و پرانرژی‌ترین اجرام کیهانی است که در مرکز کهکشان‌های فعال قرار دارد. این اجرام شگفت‌انگیز توسط سیاه‌چاله‌های فوق‌سنگین با جرمی میلیون‌ها یا میلیاردها برابر جرم خورشید تغذیه می‌شوند. زمانی که گاز و مواد اطراف به درون سیاه‌چاله کشیده می‌شوند، اصطکاک و حرارت شدید، انرژی عظیمی به صورت تابش الکترومغناطیسی تولید می‌کند که به اختروش‌ها درخششی فراتر از کل کهکشان می‌بخشد. اختروش‌ها که در فاصله‌های بسیار دور از زمین قرار دارند، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع اطلاعاتی درباره مراحل اولیه شکل‌گیری کیهان شناخته می‌شوند.)
این مخزن عظیم، ۱۴۰ تریلیون برابر آب موجود در زمین است و در فاصله بیش از ۱۲ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد. در حالی که در کهکشان راه شیری نیز آب وجود دارد، اما بیشتر آن به صورت یخ است. در مقابل، بخار آب در این اختروش، ۴۰۰۰ برابر بیشتر از محتوای بخار آب کهکشان ما است. این کشف، نه تنها دید ما به کیهان را گسترش می‌دهد، بلکه سوالات جدیدی درباره منشأ و توزیع آب در جهان ایجاد می‌کند.
ویژگی‌های محیط اطراف اختروش APM 08279+5255
اختروش‌ها از قدرتمندترین اجرام کیهانی هستند که به دلیل انرژی عظیمی که تولید می‌کنند، شرایط منحصربه‌فردی را برای شکل‌گیری و نگهداری بخار آب فراهم می‌آورند. در اطراف این اختروش، بخار آب در منطقه‌ای گسترده به وسعت صدها سال نوری پراکنده شده است. این منطقه، که به دلیل تابش اشعه‌های ایکس و فروسرخ از اختروش گرم شده، دمایی معادل ۶۳- درجه فارنهایت دارد. هرچند این دما بسیار سرد است، اما همچنان ۵ برابر گرم‌تر از محیط‌های کهکشانی معمولی است.
چگالی گاز در این منطقه نیز ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از محیط‌های عادی کهکشان‌ها است. این شرایط گرم و متراکم، نشان‌دهنده تأثیر شدید انرژی اختروش بر محیط اطراف است. علاوه بر بخار آب، مولکول‌های دیگری مانند کربن مونوکسید نیز در این محیط وجود دارند که می‌توانند به رشد سیاه‌چاله یا شکل‌گیری ستارگان جدید کمک کنند.
نقش بخار آب در محیط‌های کیهانی
بخار آب، یکی از مهم‌ترین گازهای ردیاب در کیهان‌شناسی محسوب می‌شود. وجود این گاز در اطراف اختروش APM 08279+5255 اطلاعات ارزشمندی درباره شرایط فیزیکی و شیمیایی این محیط فراهم می‌کند. بخار آب، همراه با دیگر مولکول‌ها، نشانه‌ای از وجود گاز کافی برای سوخت‌رسانی به سیاه‌چاله و رشد آن است. با این حال، سرنوشت این گاز هنوز مشخص نیست؛ ممکن است بخشی از آن برای تشکیل ستارگان جدید متراکم شود یا به دلیل تشعشعات و نیروهای گرانشی شدید از محیط اختروش خارج شود.
چگونه این کشف ممکن شد؟
این کشف شگفت‌انگیز، نتیجه همکاری دو گروه تحقیقاتی و استفاده از ابزارهای پیشرفته رصدی بود. تیمی به رهبری مت بردفورد (Matt Bradford) و تیم دیگری به رهبری داریوش لیس (Dariusz Lis)، از تکنولوژی‌های پیشرفته‌ای برای مشاهده و تحلیل این پدیده استفاده کردند. ابزارهای مورد استفاده شامل:
- Z-Spec: در رصدخانه زیرمیلی‌متری مؤسسه فناوری کالیفرنیا.
- CARMA: آرایه تحقیقاتی در امواج میلی‌متری.
- Plateau de Bure Interferometer: در کوه‌های آلپ فرانسه.
این ابزارها، با تحلیل طیف‌های مختلف بخار آب، توانستند جزئیات دقیقی از مقدار و توزیع آن ارائه دهند. کشف اولیه توسط تیم لیس در سال ۲۰۱۰ به‌طور تصادفی صورت گرفت، اما تیم بردفورد توانست آن را تأیید و اطلاعات بیشتری از آن ارائه کند. این همکاری علمی، نشان‌دهنده اهمیت فناوری‌های پیشرفته و کار گروهی در کشف اسرار کیهانی است.
چالش‌های نظریه‌های کیهانی موجود
این کشف، سوالات جدیدی درباره نقش آب در تکامل کیهانی ایجاد کرده است. تا پیش از این، تصور می‌شد که آب در مراحل اولیه شکل‌گیری جهان، به این میزان گسترده نبوده است. اما وجود این مخزن عظیم در فاصله‌ای بیش از ۱۲ میلیارد سال نوری، نشان‌دهنده ضرورت بازنگری در نظریه‌های شیمی کیهانی است.
آب، به‌عنوان یکی از عناصر کلیدی در تشکیل مولکول‌های پیچیده، می‌تواند نقش مهمی در شکل‌گیری ستارگان و کهکشان‌ها داشته باشد. این کشف ممکن است مدل‌های کنونی ما را درباره شیمی کیهانی و نحوه تشکیل ساختارهای کیهانی تغییر دهد و مفاهیم جدیدی را درباره منشأ حیات ارائه دهد.
مقایسه‌ای با زمین و کهکشان راه شیری
میزان آب موجود در این اختروش، ۱۴۰ تریلیون برابر بیشتر از مقدار آبی است که روی زمین وجود دارد. فاصله این اختروش از زمین بیش از ۱۲ میلیارد سال نوری است، در حالی که کهکشان راه شیری، جایی که ما زندگی می‌کنیم، تنها ۱۰۰ هزار سال نوری وسعت دارد. در کهکشان ما، آب بیشتر به صورت یخ وجود دارد، اما در این اختروش، بخار آب در محیطی گرم‌تر و متراکم‌تر پخش شده است.
نتیجه‌گیری: شگفتی‌های بی‌پایان کیهان
کشف مخزن عظیم بخار آب در اطراف اختروش APM 08279+5255، نشان‌دهنده پیچیدگی‌های شگفت‌انگیز کیهان و نقش آب در تکامل آن است. این کشف، درک ما را از نقش آب در مراحل اولیه جهان تغییر می‌دهد و سوالات جدیدی درباره منشأ و توزیع مولکول‌های پیچیده در کیهان مطرح می‌کند.
این یافته‌ها، همچنین اهمیت ادامه تحقیقات و استفاده از فناوری‌های پیشرفته را نشان می‌دهند. هرچه بیشتر به اعماق کیهان نگاه کنیم و به گذشته جهان بازگردیم، اطلاعات بیشتری درباره شرایط اولیه جهان و فرایندهایی که کیهان را به شکلی که امروز می‌بینیم شکل داده‌اند، به دست می‌آوریم.
این نوشته‌ها را هم بخوانید
