«جهان از این پس فقط سردتر و بی‌جان‌تر می‌شود»: تلسکوپ یورکید تأیید می‌کند که شکل‌گیری ستارگان در کیهان قبلاً به اوج رسیده است
ستاره‌شناسان با بهره‌گیری از داده‌های تلسکوپ‌های فضایی یورکید و هرشل آژانس فضایی اروپا (ESA) تأیید کرده‌اند که شکل‌گیری ستارگان در کیهان قبلاً به اوج رسیده است و از این پس جهان به‌طور پیوسته سردتر و بی‌جان‌تر می‌شود.
تلسکوپی که مأموریت ساخت نقشهٔ بزرگ‌ترین جهان را بر عهده دارد، حقیقت سختی را که البته تعجب‌آور نیست، تأیید کرد: هیچ‌چیز برای همیشه پابرجا نیست — نه باران سرد نوامبر، نه خود کیهان.
با استفاده از فهرست وسیعی از مشاهدات تلسکوپ‌های فضایی یورکید و هرشل آژانس فضایی اروپا (ESA)، تیمی متشکل از ۱۷۵ پژوهشگر، دقیق‌ترین اندازه‌گیری دمای کیهان تا به امروز را به‌دست آورد. با بررسی حرارت ساطع‌شده توسط غبار ستاره‌ای در بیش از دو میلیون کهکشانی، تیم دریافت که کهکشانی‌ها کمی سردتر شده‌اند و نرخ شکل‌گیری ستارگان در ده میلیارد سال گذشته به‌تدریج کاهش یافته است.
به‌نظر پژوهشگران، این روندهای کوچک اما واضح نشان می‌دهد که دوران اوج رشد کیهان به پایان رسیده است. اگرچه زمان انقضای کیهان هنوز به‌طور شگفت‌انگیزی دور است (در حدود ۳۳ میلیارد تا ۱ کوینویجنتیلین سال — عددی برابر با یک به‌همراه ۷۸ صفر — طبق برآوردهای اخیر)، یافته‌های جدید نشان می‌دهند که از نظر نرخ شکل‌گیری ستارگان، مسیر فقط به سمت کاهش ادامه دارد.
«جهان از این پس فقط سردتر و بی‌جان‌تر می‌شود»، داگلاس اسکات، هم‌نویسندهٔ تحقیق و کیهان‌شناس دانشگاه بریتیش کلمبیا (UBC)، در بیانیه‌ای گفت: «مقدار غبار در کهکشانی‌ها و دمای غبارشان طی میلیاردها سال در حال کاهش بوده است، که نشان می‌دهد ما از دورهٔ اوج شکل‌گیری ستارگان عبور کرده‌ایم.»
این پژوهش برای ارسال به مجلهٔ «Astronomy and Astrophysics» (نجوم و اخترفیزیک) آماده شده و هم‌اکنون به‌صورت پیش‌چاپی بدون بازبینی همتا در دسترس است.
نقشهٔ سه‌بعدی کیهان
در مارس، تلسکوپ یورکید تازه فعال‌شدهٔ آژانس فضایی اروپا اولین انتشار دادهٔ بزرگ خود را به‌اشتراک گذاشت؛ این انتشار شامل مشاهداتی از ۲۶ میلیون کهکشانی بود که بیش از ۱۰٫۵ میلیارد سال نوری در فواصل کیهانی گسترش یافته بودند. این تنها فاز نخست مأموریت برای ساخت بزرگ‌ترین نقشهٔ سه‌بعدی کیهان بود، که هدف نهایی آن ترسیم حدود ۱٫۵ میلیارد کهکشانی در یک‌سوم آسمان شب است.
برای مطالعهٔ جدید خود، پژوهشگران به ۲٫۶ میلیون کهکشانی که در اولین انتشار دادهٔ یورکید فهرست شده بودند، نگاهی انداختند و آن‌ها را با مشاهدات آرشیوی رصدخانه فضایی هرشل آژانس فضایی اروپا، که از سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۳ فعال بود، ترکیب کردند. در حالی که جفت ابزارهای سوار بر یورکید برای ثبت نور قابل‌دید و نزدیک به فروسرخ تنظیم شده‌اند، ابزارهای هرشل نور فروسرخ را آشکار می‌کردند. بنابراین ترکیب این دو مجموعه داده به تیم اجازه داد تا حرارت ساطع‌شده توسط غبار ستاره‌ای را در طیف وسیعی از طول‌موج‌ها بررسی کنند و جامع‌ترین اندازه‌گیری‌های دمای کهکشانی تا به امروز را به دست آورند.
«با ترکیب این داده‌ها و داشتن این‌چنین نمونهٔ عظیمی از کهکشانی‌ها … می‌توانیم دقیق‌ترین محاسبات آماری تا به امروز را به‌دست آوریم»، ریلای هیل، نویسندهٔ اصلی مطالعه و پژوهشگر پسادکتری در دانشگاه بریتیش کلمبیا (UBC)، در بیانیه‌ای گفت.
تیم دریافت که متوسط دمای کهکشانی‌ها تنها به‌صورت جزئی در ده میلیارد سال گذشته سردتر شده است؛ این کاهش تنها ۱۰ کلوین است. در حالی که ستارگانی چون خورشید در دمای بیش از یک میلیون کلوین می‌سوزند، کهکشانی‌ها عمدتاً از فضای خالی تشکیل شده‌اند، به‌طوری که متوسط دمای آن‌ها بسیار پایین‌تر است. متوسط دمای کهکشانی‌های اولیه‌ای که در این نظرسنجی جدید مشاهده شد، حدود ۳۵ کلوین (معادل منفی ۳۹۶ درجه فارنهایت یا منفی ۲۳۸ درجه سلسیوس) بود، پژوهشگران گزارش دادند.
این تغییر اندک است، اما حرارت غبار ستاره‌ای مستقیماً با شکل‌گیری ستارگان هم‌بستگی دارد، تیم اشاره کرد. کهکشانی‌های گرم‌تر معمولاً نرخ شکل‌گیری ستارگان بالاتری دارند، زیرا حاوی تعداد بیشتری ستارگان داغ و پرجرم هستند. به همین ترتیب، کهکشانی‌های کم‌ستاره‌سازی به‌طور متوسط سردترند. پژوهش تیم این هم‌بستگی را بیشتر تأیید می‌کند و ثابت می‌سازد که شکل‌گیری ستارگان به‌تدریج در سرتاسر کیهان کاهش می‌یابد.
از خاک به خاک
ممکن است بر روی زمین کار دشواری باشد، اما غبار برای چرخهٔ حیات ستارگان حیاتی است. ستارگان زمانی شکل می‌گیرند که ابرهای گاز و غبار به‌قدری متراکم شوند که تحت نیروی جاذبهٔ خود می‌فشردند، در این فرآیند گرم می‌شوند و می‌چرخند. اگر یکی از این توده‌های فشرده به‌حد کافی داغ و متراکم شود، همجوشی هسته‌ای در هستهٔ آن آغاز می‌شود و ستاره شکل می‌گیرد. سرانجام، وقتی ستاره منبع سوخت هسته‌ای خود را پس از میلیاردها سال تمام می‌کند، در یک سوپرنووا منفجر می‌شود و غبار بیشتری به اطراف خود می‌پراکنده و نسل بعدی ستارگان را قادر به رشد می‌کند.
— «پاره‌شده توسط تاریکی»: اگر یک انسان به داخل یک سیاه‌چاله بیفتد چه اتفاقی می‌افتد؟
— تلسکوپ فضایی جیمز وب، تابش‌های مرموزی را در نزدیکی سیاه‌چالهٔ غول‌پیکر راه شیری کشف کرد
— برخی سیاه‌چاله‌ها «ضربان قلب» دارند — و ستاره‌شناسان شاید سرانجام دلیل آن را بفهمند
کهکشانی‌ها می‌توانند به دلایل مختلف مواد مورد نیاز برای شکل‌گیری ستارگان را از دست بدهند؛ به‌عنوان مثال، در حین ادغام کهکشانی‌ها ممکن است تامین گاز قطع شود، یا به‌دلیل انفجارهای شدید سیاه‌چاله‌های ابرجرم، مادهٔ شکل‌ساز به‌صورت وحشیانه به فضا رانده شود. در نهایت، کهکشانی که مواد کافی برای شکل‌ساز ندارد، «خاموش» می‌شود — از سوخت خود محروم می‌گردد و به‌تدریج خاموش می‌ماند.
نتایج جدید نشان می‌دهد که کیهان ما به‌سرعت در مسیر خاموش شدن کامل است — اما، باز هم، نه برای مدت زمان بی‌نهایت طولانی. خورشید زمین پیش از این‌که کهکشانی راه شیری از سوخت خالی شود، سوخت خود را تمام می‌کند و منفجر می‌شود، و اجسام بزرگ‌تری نظیر سیاه‌چاله‌ها پس از آن برای دوره‌های بسیار طولانی‌تری ادامه می‌دهند. در این میان، پژوهش جدید دقیق‌ترین بررسی تاکنون از برخی شرایط کلیدی کهکشانی‌ها در سراسر کیهان را ارائه می‌دهد — اندازه‌گیری‌هایی که برای تلاش یورکید در ساخت نقشهٔ نهایی کیهان ما ضروری خواهد بود.