کشف ردپای کربن بدن انسان‌ها در محیط اطراف کهکشان

به گزارش ایسنا، زندگی روی زمین بدون کربن نمی‌توانست وجود داشته باشد اما وجود خود کربن بدون ستاره غیرممکن است. تقریبا همه عناصر از جمله کربن، اکسیژن و آهن -به جز هیدروژن و هلیوم- تنها به این دلیل وجود دارند که در کوره‌های ستاره‌ای شکل گرفتند و پس از مرگ ستاره‌های خود به کیهان پرتاب شدند.

در یک عمل نهایی بازیافت کهکشانی، سیاراتی مانند سیاره ما با گنجاندن اتم‌های ستاره‌ساز در ترکیب خود شکل می‌گیرند؛ خواه آهن موجود در هسته زمین باشد، خواه اکسیژن موجود در جو آن و خواه کربن موجود در بدن زمینی‌ها.

به نقل از فیز، گروهی از دانشمندان آمریکایی و کانادایی اخیرا تأیید کردند که کربن و سایر اتم‌های ستاره‌زا فقط در فضا حرکت نمی‌کنند تا برای کاربردهای جدید آماده شوند. در کهکشان‌هایی مانند کهکشان‌های منظومه شمسی ما که هنوز به طور فعال ستاره‌های جدید را شکل می‌دهند، این اتم‌ها یک سفر مداری را طی می‌کنند. آنها در جریان‌های بزرگی که تا فضای بین کهکشانی گسترش می‌یابند، به دور کهکشان مبدأ خود می‌چرخند.

این جریان‌ها به تسمه‌های نقاله غول‌پیکر شباهت دارند که مواد را به سمت بیرون می‌رانند و دوباره آنها را به داخل کهکشان می‌کشند تا گرانش و سایر نیروها در آنجا بتوانند این مواد خام را در سیارات، قمرها، سیارک‌ها، دنباله‌دارها و حتی ستاره‌های جدید جمع کنند.

«سامانتا گارزا»(Samantha Garza) دانشجوی مقطع دکتری «دانشگاه واشنگتن»(University of Washington) گفت: جریان‌ها را به عنوان یک ایستگاه قطار بزرگ در نظر بگیرید که دائما در حال بیرون راندن مواد و به داخل کشیدن آنهاست. عناصر سنگینی که ستاره‌ها را می‌سازند، از کهکشان میزبان خود رانده می‌شوند و پس از مرگ ابرنواخترهای خود به محیط اطراف کهکشان راه می‌یابند تا نهایتا در آنجا به سمت داخل کشیده شوند و چرخه تشکیل ستاره و سیاره را ادامه دهند.

«جسیکا ورک»(Jessica Werk) استاد دانشگاه واشنگتن و رئیس دپارتمان ستاره‌شناسی این دانشگاه گفت: پیامدهای تکامل کهکشان‌ها و ماهیت ذخایر کربن موجود در آنها یک موضوع هیجان‌انگیز برای تشکیل ستاره‌های جدید است. کربن موجود در بدن ما به احتمال زیاد زمان قابل توجهی را بیرون از کهکشان سپری کرده است.

در سال ۲۰۱۱، گروهی از دانشمندان برای اولین بار این نظریه را تأیید کردند کهکشان‌های ستاره‌ساز مانند کهکشان ما توسط یک محیط اطراف کهکشانی احاطه شده‌اند که یک ابر بزرگ از مواد در گردش شامل گازهای داغ غنی‌شده با اکسیژن است. گارزا، ورک و همکارانشان دریافتند که محیط اطراف کهکشانی کهکشان‌های ستاره‌ساز، موادی با دمای پایین‌تر مانند کربن را نیز به گردش درمی‌آورند.

گارزا گفت: اکنون می‌توانیم تأیید کنیم که محیط اطراف کهکشانی مانند یک مخزن غول‌پیکر برای کربن و اکسیژن عمل می‌کند و حداقل درباره کهکشان‌های ستاره‌ساز می‌توانیم بگوییم که این ماده دوباره به کهکشان وارد می‌شود تا روند بازیافت ادامه یابد.

مطالعه محیط اطراف کهکشانی می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند این فرآیند بازیافت که در نهایت برای همه کهکشان‌ها -حتی کهکشان ما- رخ می‌دهد، چگونه فروکش می‌کند. یک نظریه این است که کاهش سهم محیط اطراف کهکشانی در فرآیند بازیافت ممکن است توضیح دهد چرا جمعیت ستاره‌های یک کهکشان در دوره‌های زمانی طولانی کاهش می‌یابد.

گارزا گفت: اگر چرخه ادامه یابد -مواد به سمت بیرون رانده و دوباره به داخل کشیده شوند- از نظر تئوری سوخت کافی برای ادامه روند تشکیل ستاره وجود دارد.

پژوهشگران در این پروژه، از «طیف‌نگار منشأ کیهان» در «تلسکوپ فضایی هابل» استفاده کردند. این طیف‌نگار نشان داد چگونه نور ۹ اختروش دوردست که منابع نور فوق‌العاده درخشان کیهان هستند، تحت تأثیر محیط اطراف کهکشانی ۱۱ کهکشان ستاره‌ساز قرار می‌گیرد.

داده‌های هابل نشان داد که مقداری از نور اختروش‌ها توسط یک مولفه خاص در محیط اطراف کهکشانی جذب می‌شود. این مولفه خاص، مقدار زیادی از کربن است. پژوهشگران در برخی موارد، کربنی را کشف کردند که تقریبا ۴۰۰ هزار سال نوری در فضای بین کهکشانی گسترش یافته است.

پژوهش‌های آینده بر تعیین کمیت سایر عناصر تشکیل‌دهنده محیط اطراف کهکشانی و مقایسه تفاوت ترکیبات آنها بین کهکشان‌هایی که هنوز تعداد زیادی ستاره می‌سازند و کهکشانی‌هایی که تا حد زیادی تشکیل ستاره را متوقف کرده‌اند، متمرکز خواهند بود. یافته‌های این پژوهش‌ها می‌توانند نه تنها زمانی که کهکشان‌هایی مانند کهکشان ما به بیابان‌های ستاره‌ای منتقل می‌شوند، بلکه دلیل آن را نیز آشکار کنند.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal Letters» به چاپ رسید.