تصویر جیمز وب از سرعت انبساط جهان!

تلسکوپ فضایی جیمز وب ابرنواختری را یافته است که در نهایت می‌تواند به سؤالات بزرگ نجومی پاسخ دهد.

این ابرنواختر «ابرنواختر امید» نام‌گذاری شده است، چرا که به ستاره‌شناسان امیدواری می‌دهد تا بتوانند نرخ انبساط در حال تغییر جهان را بهتر درک کنند.

اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب، تصویری خیره کننده از یک ابرنواختر دوردست در کهکشانی گرفته‌اند که به نظر می‌رسد مانند یک آبنبات گرم شده کشیده شده است.

این ابرنواختر فقط به دلیل ارزش زیبایی‌شناختی آن قابل توجه نیست. این ابرنواختر که زمانی منفجر شده است که کیهان ۱۳.۸ میلیارد ساله فقط حدود ۳.۵ میلیارد سال سن داشته است، چیزهایی در مورد مساله بزرگی در کیهان‌شناسی به نام «تنش هابل» به ما می‌گوید.

«تنش هابل» از این واقعیت ناشی می‌شود که دانشمندان نمی‌توانند روی سرعت دقیق انبساط جهان که توسط «ثابت هابل» دیکته می‌شود، به توافق برسند.

نرخ انبساط جهان به دو روش مختلف قابل اندازه‌گیری است. می‌توان ابتدا از جهان اطراف شروع کرد و سپس به زمان دورتر رفت یا می‌توان از جهان دور و اولیه شروع کرد و سپس به سمت حال آمد، اما مساله این است که هر دو روش مقادیری را ارائه می‌دهند که با یکدیگر مطابقت ندارند. اینجاست که تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) وارد می‌شود.

ابرنواخترهای دارای لنز گرانشی در کیهان اولیه که جیمز وب در حال مشاهده آنهاست، می‌تواند راه سومی برای اندازه‌گیری نرخ انبساط جهان ارائه دهد و به طور بالقوه به حل این مشکل  کمک کند.

برندا فرای(Brenda Frye)، رهبر تیم مطالعه و محقق دانشگاه آریزونا در یک بیانیه اعلام کرد: این ابرنواختر، «ابرنواختر امید» نامیده شد، زیرا به ستاره شناسان امیدواری می‌دهد تا نرخ انبساط در حال تغییر جهان را بهتر درک کنند.

وی افزود: این بخش از فضا برای این مطالعه انتخاب شد، زیرا در میانه دوره‌ای از شکل‌گیری شدید ستارگان و تولید ۳۰۰ جرم خورشیدی در سال است و چنین نرخ‌های بالای تشکیل ستاره با موارد بالاتر انفجارهای ابرنواختر مرتبط است.

دوربین فروسرخ نزدیک تلسکوپ فضایی جیمز وب(NIRCam) منظره‌ای عجیب را در این منطقه در فاصله ۳.۶ میلیارد سال نوری از زمین ثبت کرده است که شامل ابرنواختری است که سه بار در سه دوره مختلف در طول انفجار خود در یک تصویر ظاهر شده است. مهمتر از آن اینکه این تصویر می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از سرعت انبساط جهان داشته باشند.

گروهی از محققان خوشه کهکشانی «PLCK G۱۶۵.۷+۶۷.۰« که با نام G۱۶۵ نیز شناخته می‌شود را به دلیل شکل‌گیری سرعت بالای ستارگان که منجر به نرخ‌های بالاتر ابرنواختر می‌شود، انتخاب کردند.

تصویری که می‌بینید، چیزی را به تصویر می‌کشد که به نظر می‌رسد رگه‌ای از نور با سه نقطه مشخص است که روشن‌تر از بقیه به نظر می‌رسد. همانطور که دکتر فرای توضیح داد، این نقاط مربوط به یک ستاره کوتوله سفید در حال انفجار است که عدسی گرانشی نیز دارد، یعنی خوشه‌ای از کهکشان‌ها بین ما و این ستاره وجود دارد که به عنوان یک عدسی عمل می‌کند و نور ابرنواختر را به چندین تصویر خم می‌کند.

دکتر فرای آن را به یک آینه سه تایی تشبیه کرد که تصویر متفاوتی را از فردی که در مقابل آن نشسته است، نشان می‌دهد.

لازم به ذکر است که این دورترین ابرنواختر نوع Ia است که تا به امروز مشاهده شده است و در یک منظومه دوگانه واقع شده است.

به دلیل حضور آن خوشه کهکشانی در مقابل ابرنواختر، نور ناشی از انفجار سه مسیر مختلف را طی کرده است که هر کدام طول متفاوتی دارند. این بدان معناست که تلسکوپ جیمز وب توانسته دوره‌های مختلف انفجار آن (در اوایل رویداد، در اواسط راه و نزدیک به پایان آن) را در یک تصویر ثبت کند.

دکتر فرای می‌گوید که این تصویر خاص است، زیرا تأخیرهای زمانی، فاصله ابرنواخترها و خواص عدسی گرانشی، مقداری برای ثابت هابل به دست می‌دهند و می‌توان با دریافتن آنها نرخ انبساط جهان را محاسبه کرد.

ناسا «ثابت هابل» را به ‌عنوان عددی توصیف می‌کند که نرخ انبساط کنونی جهان را مشخص می‌کند و به نوبه خود می‌تواند بیشتر درباره سن و تاریخ جهان به ما بگوید.

دانشمندان هنوز در مورد مقدار دقیق آن به توافق نرسیده‌اند و این تیم تحقیقاتی امیدوار است که این تصویر جدید جیمز وب بتواند کمک کننده باشد.

وندی فریدمن(Wendy Freedman) از دانشگاه شیکاگو در سال ۲۰۰۱ تیمی را رهبری کرد که مقدار ۷۲ را برای «ثابت هابل» یافت. تیم‌های دیگر «ثابت هابل» را بین ۶۹.۸ تا ۷۴ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک در نظر گرفته‌اند.

در عین حال، این تیم مقدار ۷۵.۴ به اضافه ۸.۱ یا منهای ۵.۵ را گزارش کرده است.

فرای می‌گوید: نتایج تیم ما تأثیرگذار است. مقدار «ثابت هابل» با سایر اندازه‌گیری‌ها در جهان محلی مطابقت دارد و تا حدودی در تنش با مقادیر به ‌دست‌ آمده در زمان جوانی جهان است. با این حال، این ابرنواختر و مقدار «ثابت هابل» به دست آمده از آن باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرند و تیم ما انتظار دارد مشاهدات آینده محاسبات را دقیق‌تر کند و این عدم قطعیت‌ها را بهبود بخشد.