جهان از کربنی ساخته شده‌ که زمانی در یک هاله در خارج از کهکشان پرسه می‌زد!

در دهه ۱۹۵۰، دانشمندان اولین شواهد از وجود فضای فرامحیط کهکشانی (CGM) را مشاهده کردند؛ یک ابر گازی عظیم که یک کهکشان را احاطه کرده و تا فراتر از ستارگان و سیارات آن گسترش می‌یابد. این محیط شبیه یک هاله بزرگ و نامرئی از گاز است که می‌تواند صدها هزار سال نوری گسترده باشد.

در سال ۲۰۱۱، مشاهدات تلسکوپ هابل وجود CGM را تأیید کرد. این یافته‌ها نشان داد که CGM اساساً مانند یک نوار نقاله عمل می‌کند که از آن کهکشان مواد لازم برای تشکیل ستاره‌ها و سیارات را می‌گیرد.

اکنون برای اولین بار، مطالعه‌ای جدید تأیید کرده است که CGM نه تنها حاوی “گازهای داغ غنی از اکسیژن” است، بلکه کربن، که یک ماده سرد است را نیز در خود جای می‌دهد.

سامانتا گارزا، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی دکترای دانشگاه واشنگتن، گفت:

اکنون می‌توانیم تأیید کنیم که فضای فرامحیط کهکشانی مانند یک مخزن بزرگ برای کربن و اکسیژن عمل می‌کند و حداقل در کهکشان‌های ستاره‌ساز، پیشنهاد می‌کنیم که این مواد دوباره به کهکشان بازمی‌گردند تا فرآیند بازیافت ادامه یابد.

مطالعه نور عبوری از سیاهچاله‌های کوزار

نور از منابع مختلف از CGM عبور می‌کند و عناصر مختلف موجود در این هاله نور را در فرکانس‌های گوناگون جذب می‌کنند. دانشمندان از این تعامل برای اندازه‌گیری جرم CGM و ترکیب شیمیایی آن استفاده می‌کنند.

نویسندگان این مطالعه از طیف‌سنج منشأ کیهانی (COS)، ابزاری روی تلسکوپ فضایی هابل، استفاده کردند تا نور اجرام دوردست در جهان را مطالعه کنند. آن‌ها COS را برای مشاهده و بررسی تعامل CGM با نور ۹ اختروش به کار بردند. این CGM خاص، ۱۱ کهکشان ستاره‌ساز را احاطه کرده بود.

اختروش‌ها اجرامی بسیار درخشان در جهان هستند. آن‌ها پرنورترین اجرام یک کهکشان‌اند و از تمام ستارگان درخشان‌تر هستند. زمانی که نور یک اختروش به CGM می‌رسد، توسط عناصر مختلفی که این هاله را تشکیل می‌دهند، جذب می‌شود.

نویسندگان مطالعه گفتند:

مشاهدات هابل نشان داد که بخشی از نور اختروش‌ها توسط یک مؤلفه خاص در فضای فرامحیط کهکشانی جذب می‌شود: کربن و مقدار زیادی از آن.

علاوه بر این، برخی مشاهدات حضور کربن را تا تقریباً ۴۰۰,۰۰۰ سال نوری یعنی حدودا چهار برابر قطر کهکشان ما، در فضای میان‌کهکشانی نشان دادند. این بدین معناست که کربنی که اکنون در بدن ما وجود دارد، زمانی بخشی از CGM بوده و در خارج از کهکشان راه شیری پرسه می‌زده است.

CGM: آینده تحقیقات و نقش آن در کیهان

همانند هر کهکشان زنده و فعال، کهکشان ما، راه شیری، همچنان در حال ساخت ستارگان جدید است و به همین دلیل به منبع مداوم مواد نیاز دارد. CGM کهکشان راه شیری، اتم‌ها، گردوغبار و گازهای مورد نیاز را فراهم می‌کند.

این مواد درون فرامحیط کهکشانی گردش کرده و بر اساس نیاز اجرام آسمانی جدید در حال تشکیل، به داخل و خارج کشیده می‌شوند. سپس، گرانش این مواد را به شکل ستاره‌ها، سیارات، سیارک‌ها، قمرها و غیره در می‌آورد.

گارزا گفت:

فضای فرامحیط کهکشانی را مانند یک ایستگاه قطار بزرگ تصور کنید: دائماً مواد را بیرون می‌فرستد و دوباره آن‌ها را به داخل می‌کشد. برای مثال، عناصر سنگینی که ستارگان می‌سازند از طریق انفجارهای ابرنواختری به بیرون از کهکشان میزبان و به داخل CGM پرتاب می‌شوند، جایی که در نهایت ممکن است دوباره به کهکشان بازگردند و چرخه تشکیل ستاره و سیاره را ادامه دهند.

نویسندگان این مطالعه قصد ندارند تنها به بررسی کربن بسنده کنند. آن‌ها همچنین برنامه‌ریزی کرده‌اند ترکیب سایر عناصر موجود در CGM را اندازه‌گیری کنند. آن‌ها معتقدند که درک کامل از ساختار این هاله می‌تواند بینش‌های ارزشمندی درباره چگونگی شکل‌گیری یک کهکشان و رویدادهای کیهانی که ممکن است در آینده تجربه کند، ارائه دهد.

این مطالعه به تازگی در مجله The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

منبع: Interestingengineering