منشأ یکی از عناصر مهم بدن انسان در اوایل کیهان کشف شد

زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه
طرجی گرافیکی از کهکشان دوردست NGP 190387

یک کشف جدید دانشمندان کیهان‌شناسی، چگونگی شکل‌گیری عنصر فلوئور را که در استخوان‌ها و دندان‌ها به‌عنوان فلوراید یافت می‌شود، در کیهان روشن می‌کند.

تیمی از ستاره‌شناسان با استفاده از «آرایه‌ی میلی‌متری بزرگ آتاکاما» (ALMA) عنصر «فلوئور» (Fluorine) را در کهکشانی کشف کرده‌اند که در فاصله‌ی بسیار دور ۱۲ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد.

«ماکسیمیلیان فرانکو» (Maximilien Franco) از دانشگاه هرتفوردشایر بریتانیا و سرپرست این مطالعه‌ی جدید گفت: «همه‌ی ما درباره‌ی فلوئور می‌دانیم زیرا خمیر دندانی که هر روز استفاده می‌کنیم جاوی فلوراید است.»

مانند بسیاری از عناصر اطراف ما، فلوئور در داخل ستاره‌ها ایجاد می‌شود اما تا کنون دقیقا نمی‌دانستیم که این عنصر چگونه تولید می‌شود و حتی مشخص نبود که کدام نوع ستارگان بیشترین فلوئور را در جهان تولید می‌کنند.

فرانکو و همکارانش فلوئور را به شکل «هیدروژن فلوراید» (Hydrogen Fluoride) در ابرهای گازی بزرگ کهکشانی دوردست با نام NGP–۱۹۰۳۸۷ مشاهده کرده‌اند. تصویر این کهکشان دورانی را نشان می‌دهد که کیهان تنها ۱٫۴ میلیارد سال سن داشت؛ یعنی حدود ۱۰ درصد سن فعلی که ۱۳٫۸ میلیارد سال برآورد شده است.

از آنجا که ستارگان با رسیدن به پایان عمر، عناصر تولید شده در هسته‌ی خود را به بیرون پرتاب می‌کنند، این تشخیص نشان می‌دهد که ستارگانی که فلوئور ایجاد کرده‌اند باید به‌سرعت زندگی کرده باشند و مرده باشند.

این تیم پژوهشی معتقد است که ستارگان موسوم به «ولف–رایه» (Wolf-Rayet)، ستارگان بسیار پرجرم با بیش از ۲۰ برابر جرم خورشید که تنها چند میلیون سال و به اندازه‌ی یک چشم بر هم زدن در تاریخ کیهان، عمر می‌کنند، محتمل‌ترین مکان‌های تولید فلوئور هستند.

عمر این ستارگان به‌خوبی میزان هیدروژن فلوراید مشاهده شده در این کهکشان را توضیح می‌دهد. پیش از این ستارگان ولف–رایه به‌عنوان منابع احتمالی فلوئور کیهانی پیشنهاد شده بود اما مشخص نبود که این ستارگان تا چه اندازه در تولید فلوئور در اوایل جهان اهمیت دارند.

طرحی گرافیکی از یک ستاره‌ی ولف-رایه

طرحی گرافیکی از هسته‌ی یک ستاره‌ی ولف-رایه
Credit: ESO/L. Calçada

فرانکو گفت: «ما نشان داده‌ایم که ستاره‌های ولف–رایه که یکی از پرجرم‌ترین ستاره‌های شناخته شده هستند و می‌توانند با رسیدن به پایان عمر خود منفجر شوند، عامل تولید فلوئور هستند و به نوعی به ما کمک می‌کنند تا سلامت دندان‌ها را حفظ کنیم.»

علاوه بر این ستارگان، سناریوهای دیگری هم برای چگونگی تولید و دفع فلوئور در گذشته مطرح شده است. یک نمونه شامل تپش ستارگان غول‌پیکر تکامل یافته با جرم‌هایی تا چند برابر خورشید ماست که ستارگان «شاخه‌ی مجانبی غول‌ستاره» (Asymptotic Giant Branch) نامیده می‌شوند. اما تیم بر این باور است که این سناریوها که برخی از آن‌ها میلیاردها سال طول می‌کشند، ممکن است میزان فلوئور موجود در NGP–۱۹۰۳۸۷ را به‌طور کامل توضیح ندهند.

«چیاکی کوبایاشی» (Chiaki Kobayashi) استاد دانشگاه هرتفوردشایر گفت: «برای این کهکشان، فقط ده‌ها یا صدها میلیون سال طول کشید تا سطوح فلوئور قابل مقایسه با آنچه را که در ستارگان کهکشان راه شیری با عمر ۱۳٫۵ میلیارد سال یافت می‌شود، تولید کند. این نتیجه‌ای کاملا غیرمنتظره بود و بدین ترتیب اندازه‌گیری ما یک قیدهای تازه‌ای برای منشأ فلوئور پیشنهاد می‌کند که برای دو دهه مورد مطالعه قرار گرفته است.»

این کشف در NGP–۱۹۰۳۸۷ یکی از نخستین کشف‌های فلوئور فراتر از کهکشان راه شیری و کهکشان‌های مجاور آن هم محسوب می‌شود. ستاره‌شناسان قبلا این عنصر را در اختروش‌های دوردست، اجرام درخشانی که توسط سیاهچاله‌های بسیار پرجرم در مرکز برخی کهکشان‌ها تغذیه می‌شوند، مشاهده کرده بودند. اما پیش از این هرگز این عنصر در یک کهکشان ستاره‌دار در اوایل کیهان رصد نشده بود.

تشخصص فلوئور توسط این تیم، یک کشف تصادفی بود که به لطف استفاده از رصدخانه‌های فضایی و زمینی ممکن شد. NGP–۱۹۰۳۸۷ که ابتدا با تلسکوپ فضایی هرشل آژانس فضایی اروپا کشف و سپس با تلسکوپ‌های آلما مستقر در شیلی مشاهده شد، نسبت به فاصله‌اش بسیار درخشان است.

این‌طور که داده‌های آلما تأیید می‌کند، درخشندگی استثنایی NGP–۱۹۰۳۸۷ تا حدی توسط کهکشان عظیم شناخته شده‌ی دیگری که میان NGP–۱۹۰۳۸۷ و زمین قرار دارد ایجاد شده است زیرا کهکشان میانی در جایگاه یک عدسی گرانشی، نور کهکشان دوردست را بزرگنمایی و تقویت می‌کند و باعث می‌شود تا ستاره‌شناسان تابش ضعیف فلوئور را از میلیاردها سال پیش تشخیص دهند.

مطالعات آینده‌ی NGP–۱۹۰۳۸۷ با تلسکوپ بسیار بزرگ (ELT) که در شیلی در دست ساخت است، می‌تواند اسرار بیشتری را درباره‌ی این کهکشان آشکار کند. به گفته‌ی «چنتائو یانگ» (Chentao Yang) از رصدخانه‌ی جنوبی اروپا، آلما به تشعشعات گاز و غبار میان‌ستاره‌ای حساس است اما با ELT می‌توان حتی NGP–۱۹۰۳۸۷ را از میان نور مستقیم ستاره‌ها رصد و اطلاعات مهمی از محتوای ستاره‌ای این کهکشان به‌دست آورد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از کهکشان دوردست NGP–۱۹۰۳۸۷
Credit: ESO/M. Kornmesser

منبع: Phys.Org



برچسب‌ها :
دیدگاه شما

۲ دیدگاه
  1. امید

    خوب مشخصه جسم انسان ازخاک یاماده خلق شده همه ی عناصرماده درجسم مادی ماهست

    1. محمدهادی

      و ما انسان را از خاک افریدیم

loading...
بازدیدهای اخیر
بر اساس بازدیدهای اخیر شما
تاریخچه بازدیدها
مشاهده همه
دسته‌بندی‌های منتخب برای شما