کشف قدیمی‌ترین ابرنواختر جهان با قدمت ۱۳ میلیارد سال توسط تلسکوپ جیمز وب

اخترشناسان با تحلیل داده‌های بی‌نظیر تلسکوپ فضایی جیمز وب، موفق به شناسایی نور کهن‌ترین ابرنواختر تاریخ شده‌اند؛ انفجاری عظیم که بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش، زمانی که جهان تنها ۷۳۰ میلیون سال عمر داشت، رخ داده است. این کشف نه تنها یک رکورد تاریخی را جابه‌جا می‌کند، بلکه پنجره‌ای روشن به نخستین نسل ستارگان و چگونگی شکل‌گیری عناصر سنگین در کیهان اولیه می‌گشاید.

نشانه‌های مرگ نخستین ستارگان و تولد سیاه‌چاله‌ها

نور این رویداد انفجاری کهن، که قدیمی‌ترین ابرنواختر جهان نام گرفته، به‌تازگی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب ثبت شده است. این انفجار نه‌تنها نشانه مرگ یک ستاره پرجرم، بلکه شاهدی بر تولد یکی از نخستین سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای در کیهان محسوب می‌شود. درخشش خیره‌کننده این رویداد در قالب یک فوران عظیم پرتو گاما نیز دیده شد؛ انفجاری از انرژی که تنها در لحظات پایانی فروریزی کامل یک ستاره به درون خود رخ می‌دهد.

این کشف توسط گروهی بین‌المللی به سرپرستی اندرو لِوان از دانشگاه‌های رادبود هلند و وارویک بریتانیا انجام شده است. لِوان این رخداد را از نظر علمی نادر و هیجان‌انگیز می‌داند، زیرا تصویری زنده از نخستین نسل ستارگان و پایان عمر خشونت‌بار آن‌ها را ارائه می‌دهد. او اشاره می‌کند که در نیم‌قرن گذشته تنها چند انفجار پرتو گاما در دوران بسیار اولیه کیهان شناسایی شده‌اند.

ردیابی یک رویداد کیهانی نادر: از گاما تا فروسرخ

ماجرای کشف از ۱۴ مارس آغاز شد، زمانی که ماهواره فرانسوی–چینی SVOM (ناظر چندطیفی اجرام متغیر) ناگهان انفجاری قدرتمند از پرتوهای گاما را در ژرفای کیهان شناسایی کرد. کمتر از ۹۰ دقیقه بعد، رصدخانه مداری نیل گرلز سوییفت ناسا نیز همان رویداد را در طول‌موج‌های پرتو ایکس مشاهده کرد و امکان تعیین دقیق موقعیت آن را فراهم ساخت. این فوران با نام علمی GRB 250314A ثبت شد.

دانشمندان این فوران را با بقایای یک ابرنواختر بسیار کهن مرتبط می‌دانند که احتمالاً لایه‌های نخستین فلزات سنگین را در فضا پراکنده کرده و مسیر تکامل کهکشان‌های اولیه را هموار ساخته است.

سفر ۱۳ میلیارد ساله نور تا رصدخانه جیمز وب

حدود یازده ساعت پس از شناسایی انفجار پرتو گاما توسط رصدخانه سوییفت، نور کم‌رنگ اما قابل‌تشخیص پس‌تاب آن توسط تلسکوپ نوردیک اپتیکال در جزایر قناری اسپانیا مشاهده شد. تنها چهار ساعت بعد، تلسکوپ بسیار بزرگ VLT در شیلی با اندازه‌گیری دقیق، مقدار انتقال‌به‌سرخ (redshift) این رویداد را برابر با ۷٫۳ اعلام کرد؛ عددی حیرت‌انگیز که نشان می‌دهد نور این انفجار ۱۳ میلیارد سال در راه بوده تا به زمین برسد.

این انتقال‌به‌سرخ شدید ناشی از انبساط پیوسته فضا است که طول موج‌های نور را به ناحیه‌ فروسرخ می‌کشد و در ظاهر، تمام فرایندهای کیهانی را کندتر نشان می‌دهد. به همین دلیل، درخشش این ابرنواختر که در جهان کنونی طی چند روز به اوج می‌رسد، در آن زمان دور و در فضای منبسط‌شده، از دید ما حدود سه‌ونیم ماه طول می‌کشد تا به بیشینه نور خود برسد.

پس از درک این رفتار غیرعادی، تیم اندرو لِوان درخواست دسترسی ویژه به تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) را ارائه کرد. با تأیید این پیشنهاد، در برنامه رصدی اول ژوئیه، دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) تلسکوپ وب روی موقعیت آسمانی نشانه رفت و سرانجام نور قدیمی‌ترین ابرنواختر جهان را به‌همراه انفجار پرتو گاما ثبت کرد.

تأیید مستقیم ابرنواختر در کیهان آغازین

تلسکوپ جیمز وب توانست آنچه را که تنها گمان می‌رفت یک سیگنال گذرا باشد، به‌طور مستقیم به عنوان نور یک ابرنواختر واقعی تأیید کند. این مشاهده نشان می‌دهد که توانایی‌های وب فراتر از انتظار است و اکنون می‌توانیم ستاره‌های منفردی را ببینیم که در دوره‌ای می‌درخشیده‌اند که جهان تنها ۵ درصد از سن کنونی‌اش را داشته است. وب همچنین موفق شد کهکشانی را که میزبان این ابرنواختر بوده شناسایی کند.

ویژگی‌های محیط کهکشانی نشان می‌دهند که این کهکشان جوان از نظر ترکیب، شباهت زیادی به دیگر کهکشان‌های زمان مشابه، یعنی حدود ۷۳۰ میلیون سال پس از مهبانگ دارد. این دوران، دورانی است که هنوز فلزات سنگین در کیهان اندک بودند و ستاره‌ها عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل می‌شدند.

شکستن رکورد تاریخی در مشاهدات کیهانی

در بررسی طیف نوری ابرنواختر، داده‌ها نشان دادند که الگوی طیفی آن به‌طور شگفت‌انگیزی به انفجارهای ابرنواختری امروزی شباهت دارد. جرم ستاره منفجرشده نیز در محدوده جرم ستارگان پرجرم عصر حاضر قرار می‌گیرد. با این حال، اخترشناسان انتظار دارند تفاوت‌های ظریف فیزیکی و شیمیایی مرتبط با کمبود عناصر سنگین آن زمان، با تحلیل دقیق‌تر داده‌ها آشکار شود.

این کشف، یک رکورد تاریخی را رقم زده و این رویداد دورترین ابرنواختر مشاهده‌شده در تاریخ بشر به‌شمار می‌آید. تا پیش از این، قدیمی‌ترین ابرنواختر کشف‌شده به حدود ۱٫۸ میلیارد سال پس از مهبانگ نسبت داده می‌شد. اما مورد جدید، با ثبت در حدود ۱۳ میلیارد سال پیش، آن رکورد را به‌کلی در هم شکسته و صفحه‌ای تازه در مطالعات کیهان آغازین گشوده است.