کشف بزرگ‌ترین منبع آب کیهانی؛ 140 تریلیون برابر اقیانوس‌های زمین!

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان موفق به کشف بزرگ‌ترین و دورترین منبع آب در جهان شده‌اند؛ این توده عظیم آب که به‌صورت بخار آب شناسایی شده است، حجمی معادل 140 تریلیون برابر اقیانوس‌های زمین دارد و در اطراف یک کوازار در فاصله بیش از 12 میلیارد سال نوری از ما قرار گرفته است.

کوازار‌ها اجرامی فوق‌العاده درخشان و پرانرژی هستند که نیروی خود را از سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرم در مرکز کهکشان‌های دوردست دریافت می‌کنند. در این مورد خاص، کوازار APM 08279+5255 میزبان یک سیاه‌چاله با جرمی معادل 20 میلیارد برابر خورشید است. این کوازار نوری برابر با یک هزار تریلیون خورشید منتشر می‌کند که محیطی بسیار شدید و پرانرژی را ایجاد کرده است، محیطی که شرایط لازم برای وجود مقادیر عظیمی از بخار آب را فراهم می‌کند.

حضور گسترده آب در کیهان

مت برادفورد از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) و سرپرست یکی از تیم‌های تحقیقاتی این کشف، اعلام می‌کند: "محیط اطراف این کوازار بسیار منحصر‌به‌فرد است، زیرا این میزان عظیم از آب را تولید کرده است. این کشف نشان می‌دهد که آب نه تنها در جهان گسترده است، بلکه حتی در زمان‌های بسیار ابتدایی کیهان نیز وجود داشته است. "

بر اساس این پژوهش که در ژورنال Astrophysical Journal Letters منتشر شده است، انتظار می‌رفت که آب در اعماق فضا کشف شود، اما دانشمندان تاکنون چنین حجم عظیمی را در فاصله‌ای این‌چنین دور مشاهده نکرده بودند. در حالی که کهکشان راه شیری نیز بخار آب دارد، اما مقدار آن 4000 برابر کمتر از آن چیزی است که در اطراف این کوازار کشف شده است. بخش عمده‌ای از آب در کهکشان ما به‌صورت یخ قفل شده است، بنابراین چنین کشفی با این ابعاد، یافته‌ای شگفت‌انگیز محسوب می‌شود.

بخار آب در این سامانه کیهانی، در منطقه‌ای عظیم از گاز گسترده شده که صد‌ها سال نوری را در بر می‌گیرد. کوازار با انتشار مقادیر عظیمی از تابش‌های مادون قرمز و پرتو‌های ایکس، این گاز را تا حد غیرمنتظره‌ای گرم کرده است.

در حالی که دمای این گاز منفی 63 درجه فارنهایت (حدود منفی 53 درجه سانتی‌گراد) است، همچنان پنج برابر گرم‌تر از آن چیزی است که به‌طور معمول در کهکشان‌ها یافت می‌شود. علاوه بر این، تراکم آن نیز 10 تا 100 برابر بیشتر از میانگین بین‌ستاره‌ای است.

وجود بخار آب در کنار گاز‌های دیگری مانند کربن مونوکسید می‌تواند اطلاعات بیشتری درباره سرنوشت این کوازار ارائه دهد.

پژوهشگران بر این باورند که میزان گاز موجود در این منطقه برای تأمین سوخت سیاه‌چاله جهت رشد شش برابر بیشتر از اندازه کنونی‌اش کافی است. با این حال، هنوز مشخص نیست که این گاز در نهایت چگونه توزیع خواهد شد. برخی از احتمالات عبارتند از:

*تشکیل ستارگان جدید از بقایای این گاز

*پراکندگی در فضا بر اثر تابش‌های شدید کوازار

*افزایش جرم سیاه‌چاله مرکزی

تیم برادفورد از سال 2008 با استفاده از تلسکوپ 10 متری "Z-Spec" در رصدخانه ساب‌میلی‌متری مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) در کوه مائونا کیا در هاوایی، مشاهدات خود را آغاز کردند. این مطالعات با رصد‌های تکمیلی از طریق آرایه ترکیبی تحقیقات در نجوم میلی‌متری (CARMA) در رشته‌کوه‌های اینیو در کالیفرنیای جنوبی ادامه یافت.

همزمان، تیم دیگری به سرپرستی داریوش لیس از مؤسسه فناوری کالیفرنیا، در سال 2010 با استفاده از تداخل‌سنج پلاتو دو بور در کوه‌های آلپ فرانسه، به‌طور تصادفی نشانه‌هایی از وجود آب در APM 08279+5255 را شناسایی کردند. اما این گروه تنها موفق به تشخیص وجود آب شدند و اندازه‌گیری میزان دقیق آن را نتوانستند انجام دهند. تیم برادفورد با بررسی امضای طیفی متعدد موفق به تعیین حجم واقعی آب شدند.

کشف آب در اطراف این کوازار تنها نمونه‌ای از حضور این مولکول حیاتی در جهان است. تاکنون، دانشمندان نشانه‌های آب را در موارد زیر نیز یافته‌اند:

1. ابر‌های میان‌ستاره‌ای (سحابی‌ها)

ابر‌های مولکولی غول‌پیکر، مناطقی از گاز و غبار هستند که محل تولد ستارگان به شمار می‌آیند. آب در این مناطق به‌صورت یخ روی ذرات غبار یا بخار آب وجود دارد.

یکی از معروف‌ترین نمونه‌ها، سحابی شکارچی (Orion Nebula - M 42) است که در فاصله 1344 سال نوری از زمین قرار دارد. مشاهدات انجام‌شده توسط رصدخانه فضایی هِرشل نشان داده است که در اطراف ستاره‌های تازه متولدشده این سحابی، آب به‌صورت یخ و بخار وجود دارد.

2. دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای

این دیسک‌ها، ساختار‌هایی از گاز و غبار هستند که در اطراف ستارگان جوان قرار گرفته‌اند و نهایتاً سیارات از آنها شکل می‌گیرند.

یکی از نمونه‌های برجسته، دیسک اطراف ستاره PDS 70 است که در فاصله 370 سال نوری از زمین در صورت فلکی قنطورس قرار دارد. داده‌های آرایه آلما (ALMA) حضور بخار آب را در این دیسک تأیید کرده است.

3. دنباله‌دار‌ها

دنباله‌دار‌ها از یخ و غبار تشکیل شده‌اند و هنگام نزدیک شدن به خورشید، آب یخ‌زده آنها تصعید می‌شود و دنباله درخشانی را ایجاد می‌کند.

دنباله‌دار 67 P/ چوریوموف - گراسیمنکو که توسط مأموریت روزتا آژانس فضایی اروپا بررسی شد.

دنباله‌دار هارتلی 2 که آب موجود در آن از نظر ترکیب ایزوتوپی، بسیار شبیه به آب اقیانوس‌های زمین است.

4. سیارک‌ها و سیارات

برخی سیارک‌ها مانند سرس (Ceres) دارای یخ و حتی احتمالاً اقیانوس‌های زیرسطحی هستند. همچنین، قمر‌های مشتری (اروپا) و زحل (انسلادوس) دارای اقیانوس‌های پنهان در زیر سطح یخی خود هستند.

5. سیارات فراخورشیدی

یکی از کشفیات مهم، شناسایی بخار آب در جو سیاره K 2-18 b است که در فاصله 124 سال نوری از زمین و در منطقه قابل‌سکونت ستاره خود قرار دارد.

این کشف نشان می‌دهد که آب، حتی در مراحل اولیه کیهان، به‌طور گسترده وجود داشته است. کشف چنین منابع عظیمی از آب در کیهان، درک ما از شکل‌گیری ستارگان، کهکشان‌ها و حتی امکان حیات در جهان را دگرگون می‌کند.

منبع: خبرگزاری برنا