خوشه کهکشانی کشف‌شده در جهان اولیه آن‌قدر داغ است که نباید وجود داشته باشد

دانشمندان جسم عجیب و ظاهراً غیرممکنی را در عمق فضا کشف کرده‌اند: خوشه کهکشانی فوق‌العاده داغی که قدمتش به حدود ۱۲ میلیارد سال پیش بازمی‌گردد و با درک فعلی ما از کیهان ناسازگار است. این خوشه نه‌تنها داغ‌تر و پرانرژی‌تر از آن چیزی است که نظریه‌های کنونی پیش‌بینی می‌کنند، بلکه می‌تواند دید ما نسبت به شکل‌گیری ستاره‌ها و تکامل خوشه‌های کهکشانی در جهان اولیه را به‌طور اساسی تغییر دهد.

خوشه مورد بحث که SPT2349-56 نام دارد، توسط تیمی بین‌المللی از ستاره‌شناسان بررسی شد. آن‌ها از آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری آتاکاما (ALMA) در صحرای آتاکامای شیلی برای مشاهده این خوشه استفاده کردند. خوشه‌های کهکشانی مجموعه‌هایی عظیم از کهکشان‌ها هستند که تحت تاثیر نیروی گرانش در کنار هم جمع شده‌اند و گاز داغ و ستاره‌های بسیاری در آن‌ها وجود دارد.

دازه ژو، پژوهشگر دکترا در دانشگاه بریتیش کلمبیا و نویسنده اصلی مقاله می‌گوید: «انتظار نداشتیم چنین جو فوق‌العاده داغی را در این مرحله از تاریخ کیهان مشاهده کنیم. ابتدا نسبت به سیگنال شک داشتم؛ زیرا بسیار قوی‌تر از آن بود که واقعی باشد، اما پس از ماه‌ها بررسی، تأیید کردیم که دمای این گاز حداقل پنج برابر بیشتر از پیش‌بینی‌ها و حتی از خوشه‌های امروزی هم داغ‌تر و پرانرژی‌تر است.»

چپمن، استاد دانشگاه دالهوزی و نویسنده همکار مقاله، توضیح داد: «این نشان می‌دهد که چیزی در جهان اولیه، احتمالاً سه سیاه‌چاله ابرسنگین تازه کشف‌شده در هسته خوشه، از همان ابتدا مقدار زیادی انرژی به محیط اطراف تزریق کرده و خوشه جوان را شکل داده‌اند، بسیار زودتر و قوی‌تر از آنچه تصور می‌کردیم.»

سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم، اجرامی عظیم در مرکز برخی کهکشان‌ها هستند که نیروی گرانش بسیار قوی دارند و می‌توانند مقدار عظیمی از انرژی را آزاد کنند. این انرژی باعث می‌شود گازها و ماده‌های اطراف آن‌ها داغ و متراکم شوند و به شکل‌گیری ستاره‌های جدید کمک کنند.

نظریه‌های سنتی می‌گویند خوشه‌های کهکشانی انرژی خود را از کشیده‌شدن و فشرده‌شدن گازها دراثر نیروی گرانش به دست می‌آورند. اما پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که ممکن است عوامل دیگری فراتر از گرانش نیز در تکامل این خوشه‌ها نقش داشته باشند.

کشف جدید به ستاره‌شناسان کمک می‌کند تا بهتر بفهمند چگونه خوشه‌های کهکشانی شکل می‌گیرند و چگونه بزرگ‌ترین کهکشان‌ها در جهان تکامل پیدا می‌کنند. دازه ژو گفت: «می‌خواهیم بفهمیم شکل‌گیری شدید ستاره‌ها، سیاه‌چاله‌های فعال و این جو داغ چگونه با هم تعامل دارند و چه چیزی درباره شکل‌گیری خوشه‌های امروزی به ما می‌آموزد. چگونه تمام این‌ها همزمان در یک سیستم جوان و فشرده اتفاق می‌افتد؟»

چپمن افزود: «درک خوشه‌های کهکشانی کلید درک بزرگ‌ترین کهکشان‌های جهان است. این کهکشان‌های عظیم عمدتاً در خوشه‌ها قرار دارند و تکامل آن‌ها تحت تأثیر محیط بسیار قوی خوشه‌ها، از جمله گاز میان‌کهکشانی، شکل می‌گیرد.»

کشف جدید نشان می‌دهد که خوشه‌های کهکشانی در جهان اولیه به شکلی انفجاری و پرانرژی‌تر از تصور قبلی تکامل می‌یافتند و تعاملات گرانشی میان چند سیاه‌چاله کلان‌جرم در آن‌ها نقش مهمی داشته است. پژوهشگران امیدوارند با مطالعه بیشتر این خوشه، بتوانند راز تولید این انرژی عظیم و شکل‌گیری ستاره‌ها در مراحل اولیه جهان را کشف کنند.

پژوهش در ژورنال Nature منتشر شده است.