اخترشناسان راهی تازه برای تشخیص قدیمی‌ترین ستارگان ابداع کردند
ستاره‌شناسان فکر می‌کنند که یک تکنیک رصدی تازه با تکیه بر تشخیص سیگنال‌های رادیویی ضعیف به آن‌ها امکان می‌دهد تا اولین ستارگان را که تنها کمی پس از تولد کیهان در میان ابرهای غلیظ هیدروژنی شکل گرفته‌اند، آشکار کنند.
این تکنیک که ۲۱ جولای (۳۰ تیر) در نشریه‌ی «نیچر استرونومی» (Nature Astronomy) معرفی شد، به‌دنبال نوعی امضای تشعشعات الکترومغناطیسی به نام خط ۲۱ سانتی‌متری است که توسط اتم‌های هیدروژن که جهان جوان را در صدها هزار سال اول پس از مه‌بانگ پر کرده بودند، منتشر شده است.
این سیگنال بسیار ضعیف و حدود صد هزار بار ضعیف‌تر از سیگنال‌های رادیویی منتشر شده توسط اجرام کهکشان راه شیری است و بنابراین برای جداسازی سیگنال از دیگر نویزهای شناسایی شده توسط آنتن‌های رادیویی، به تجزیه‌وتحلیل پیچیده‌ی داده‌ها نیاز است.
«الوی د لرا آسدو» (Eloy de Lera Acedo) ستاره‌شناس دانشگاه کمبریج و نویسنده‌ی اصلی این مطالعا گفت: «روش ما به‌طور مشترک داده‌ها را از چندین آنتن و در یک باند فرکانسی گسترده‌تر از ابزارهای فعلی مشابه تجزیه‌وتحلیل می‌کند.»
اخترشناسان امیدوارند که با اندازه‌گیری اختلاف میان تشعشعات ابرهای هیدروژنی و سیگنال پشت آن‌ها، ستاره‌ها را مانند سایه‌هایی در مه ببینند.
د لرا آسدو افزود: «هنگامی که اولین ستارگان شکل گرفتند، جهان عمدتا خالی بود و بیشتر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بود. به‌دلیل گرانش، عناصر سرانجام گرد هم آمدند و شرایط برای همجوشی هسته‌ای فراهم شد، که اولین ستاره‌ها را تشکیل داد. اما این ستاره‌های اولیه توسط ابرهایی از هیدروژن خنثی دربر گرفته شده بودند که نور را به‌خوبی جذب می‌کنند. بنابراین مشاهده یا شناسایی مستقیم نور پشت ابرها دشوار است.»
تلسکوپ فضایی جیمز وب هم که به‌تازگی اولین تصاویر علمی خود را منتشر کرده است، به‌دنبال اولین نور در جهان است؛ اما با استفاده از تکنیکی متفاوت. وب پرتوهای فروسرخ یا در اصل گرما را تشخیص می‌دهد. چون گرما می‌تواند به ابرهای غبار نفوذ کند، بنابرانی وب به اخترشناسان امکان می‌دهد تا به نفوذناپذیرترین مناطق جهان نگاه کنند.
در مقابل، روش جدید نجوم رادیویی به‌عنوان بخشی از پروژه‌ی «آزمایش رادیویی برای تجزیه‌وتحلیل هیدروژن کیهانی» (REACH) و بر پایه‌ی مشاهدات قبلی که به تشخیص خط ۲۱ سانتی‌متری اشاره داشت توسعه یافت. با این حال، نمی‌توان اندازه‌گیری‌های قبلی را تکرار کرد و حالا دانشمندان گمان می‌کنند که سیگنال قبلی ممکن است یک خطا باشد. د لرا آسدو گفت: «اگر بتوانیم تأیید کنیم که سیگنال کشف شده در آزمایش قبلی واقعا از نخستین ستارگان بوده است، نتایج بسیار مهمی خواهد داشت»
محققان همچنین از شبیه‌سازی مشاهدات واقعی با استفاده از آنتن‌های رادیویی متعدد، استفاده کردند تا قابلیت اطمینان داده‌ها را در مقایسه با اندازه‌گیری‌های قبلی که تنها با تکیه بر یک آنتن بود، بهبود ببخشند. بدین ترتیب اندازه‌گیری‌های واقعی جدید اواخر امسال در «کارو» (Karoo) آفریقای جنوبی انجام خواهد شد.
«دیرک دی ویلیرز» () ستاره‌شناس رادیویی دانشگاه استلنبوش آفریقای جنوبی و یکی از نویسندگان این مقاله‌ی جدید گفت: «بسیار هیجان‌زده هستیم که ببینیم این سیستم چقدر خوب عمل خواهد کرد و اطمینان کامل داریم که این تشخیص دشوار را انجام خواهیم داد.»
دانشمندان قبلا سیگنال‌هایی از «انفجار بزرگ» (Big Bang) را به شکل پس‌زمینه‌ی مایکروویو کیهانی شناسایی کرده بودند، اما ظهور اولین ستاره‌ها در کیهان پس از دوران تاریک در صدها هزار سال اولیه، هنوز یک قطعه‌ی گم شده است و پژوهش‌های آینده به شناسایی آن کمک خواهند کرد.
عکس کاور: ستارگان اولیه در ۴۰۰ هزار سال پس از مه‌بانگ که در ابر غیدروژنی غلیظ پوشیده شده‌اند.
Credit: NASA/JPL-Caltech
منبع: Space
