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

تیمی از ستاره شناسان با استفاده از آرایه میلی متری بزرگ آتاکاما (ALMA) عنصر فلوئور (Fluorine) را در کهکشانی کشف نموده اند که در فاصله بسیار دور 12 میلیارد سال نوری از ما واقع شده است.

ماکسیمیلیان فرانکو (Maximilien Franco) از دانشگاه هرتفوردشایر بریتانیا و سرپرست این مطالعه نو گفت: همه ما درباره فلوئور می دانیم زیرا خمیر دندانی که هر روز استفاده می کنیم جاوی فلوراید است.

مانند بسیاری از عناصر اطراف ما، فلوئور در داخل ستاره ها ایجاد می گردد اما تا کنون دقیقا نمی دانستیم که این عنصر چگونه فراوری می گردد و حتی معین نبود که کدام نوع ستارگان بیشترین فلوئور را در دنیا فراوری می نمایند.

فرانکو و همکارانش فلوئور را به شکل هیدروژن فلوراید (Hydrogen Fluoride) در ابرهای گازی بزرگ کهکشانی دوردست با نام NGP-190387 مشاهده نموده اند. تصویر این کهکشان دورانی را نشان می دهد که کیهان تنها 1.4 میلیارد سال سن داشت؛ یعنی حدود 10 درصد سن فعلی که 13.8 میلیارد سال برآورد شده است.

از آنجا که ستارگان با رسیدن به پایان عمر، عناصر فراوری شده در هسته خود را به بیرون پرتاب می نمایند، این تشخیص نشان می دهد که ستارگانی که فلوئور ایجاد نموده اند باید به سرعت زندگی نموده باشند و مرده باشند.

این تیم پژوهشی معتقد است که ستارگان موسوم به ولف-رایه (Wolf-Rayet)، ستارگان بسیار پرجرم با بیش از 20 برابر جرم خورشید که تنها چند میلیون سال و به مقدار یک چشم بر هم زدن در تاریخ کیهان، عمر می نمایند، محتمل ترین مکان های فراوری فلوئور هستند.

عمر این ستارگان به خوبی مقدار هیدروژن فلوراید مشاهده شده در این کهکشان را شرح می دهد. پیش از این ستارگان ولف-رایه به عنوان منابع احتمالی فلوئور کیهانی پیشنهاد شده بود اما معین نبود که این ستارگان تا چه مقدار در فراوری فلوئور در اوایل دنیا اهمیت دارند.

فرانکو گفت: ما نشان داده ایم که ستاره های ولف-رایه که یکی از پرجرم ترین ستاره های شناخته شده هستند و می توانند با رسیدن به پایان عمر خود منفجر شوند، عامل فراوری فلوئور هستند و به نوعی به ما یاری می نمایند تا سلامت دندان ها را حفظ کنیم.

علاوه بر این ستارگان، سناریوهای دیگری هم برای چگونگی فراوری و دفع فلوئور در گذشته مطرح شده است. یک نمونه شامل تپش ستارگان غول پیکر تکامل یافته با جرم هایی تا چند برابر خورشید ماست که ستارگان شاخه مجانبی غول ستاره (Asymptotic Giant Branch) نامیده می شوند. اما تیم بر این باور است که این سناریوها که بعضی از آن ها میلیاردها سال طول می کشند، ممکن است مقدار فلوئور موجود در NGP-190387 را به طور کامل شرح ندهند.

چیاکی کوبایاشی (Chiaki Kobayashi) استاد دانشگاه هرتفوردشایر گفت: برای این کهکشان، فقط ده ها یا صدها میلیون سال طول کشید تا سطوح فلوئور قابل مقایسه با آنچه را که در ستارگان کهکشان راه شیری با عمر 13.5 میلیارد سال یافت می گردد، فراوری کند. این نتیجه ای کاملا غیرمنتظره بود و بدین ترتیب مقدار گیری ما یک قیدهای تازه ای برای منشأ فلوئور پیشنهاد می نماید که برای دو دهه مورد مطالعه قرار گرفته است.

این کشف در NGP-190387 یکی از نخستین کشف های فلوئور فراتر از کهکشان راه شیری و کهکشان های مجاور آن هم محسوب می گردد. ستاره شناسان قبلا این عنصر را در اختروش های دوردست، اجرام درخشانی که به وسیله سیاهچاله های بسیار پرجرم در مرکز بعضی کهکشان ها تغذیه می شوند، مشاهده نموده بودند. اما پیش از این هرگز این عنصر در یک کهکشان ستاره دار در اوایل کیهان رصد نشده بود.

تشخصص فلوئور به وسیله این تیم، یک کشف تصادفی بود که به لطف استفاده از رصدخانه های فضایی و زمینی ممکن شد. NGP-190387 که ابتدا با تلسکوپ فضایی هرشل آژانس فضایی اروپا کشف و سپس با تلسکوپ های آلما مستقر در شیلی مشاهده شد، نسبت به فاصله اش بسیار درخشان است.

این طور که داده های آلما تأیید می نماید، درخشندگی استثنایی NGP-190387 تا حدی به وسیله کهکشان بزرگ شناخته شده دیگری که میان NGP-190387 و زمین واقع شده است ایجاد شده است زیرا کهکشان میانی در جایگاه یک عدسی گرانشی، نور کهکشان دوردست را بزرگنمایی و تقویت می نماید و باعث می گردد تا ستاره شناسان تابش ضعیف فلوئور را از میلیاردها سال پیش تشخیص دهند.

مطالعات آینده NGP-190387 با تلسکوپ بسیار بزرگ (ELT) که در شیلی در دست ساخت است، می تواند اسرار بیشتری را درباره این کهکشان آشکار کند. به گفته چنتائو یانگ (Chentao Yang) از رصدخانه جنوبی اروپا، آلما به تشعشعات گاز و غبار میان ستاره ای حساس است اما با ELT می توان حتی NGP-190387 را از میان نور مستقیم ستاره ها رصد و اطلاعات مهمی از محتوای ستاره ای این کهکشان به دست آورد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از کهکشان دوردست NGP-190387

Credit: ESO/M. Kornmesser

منبع: Phys.Org