ستاره رکورد شکن شواهد بیشتری برای مدل ایجاد بیگ بنگ ارائه می دهد

چه چیزی به عنوان مدرکی به حساب می آید که یک مدل علمی با واقعیت سازگار و برهمین اساس درست باشد؟ به گفته دانشمندان، شواهد قوی برای یک مدل زمانی وجود دارد که پیشرفت دانش به تدریج توصیف بهتر و دقیق‌تری از پدیده‌ای که مدل پیدایش توضیح می‌دهد را به دست می‌دهد. برای این منظور، اندازه‌گیری‌های طیفی دقیق دو ستاره از اوایل تاریخ کیهان، اکنون مدل ایجاد انفجار بزرگ را دقیق‌تر و دقیق‌تر ارائه کرده است.

تیمی متشکل از 15 اخترشناس به رهبری توماس نوردلندر ستاره ای را کشف کردند که شبیه هیچ ستاره دیگری نبود.1 آنها ترکیب عنصری ستاره را اندازه گیری کردند و دریافتند که از نظر ترکیب آهنی منحصر به فرد است. ترکیب عنصری ستاره نه تنها یک پیش‌بینی کلیدی از مدل ایجاد انفجار بزرگ پیش‌بینی‌شده توسط کتاب مقدس را تأیید کرد،2 بلکه به اخترشناسان امکان داد تا درک دقیق‌تری از مبدأ و بخش اولیه تاریخ کیهان پیدا کنند.

پیش‌بینی کلیدی همه مدل‌های ایجاد انفجار بزرگ این است که ستارگانی که برای اولین بار در جهان شکل گرفته اند، از ۷۶ درصد هیدروژن، ۲۴ درصد هلیوم، مقدار کمی لیتیوم و بدون وجود هیچ عنصر دیگری تشکیل شده‌اند. ستاره شناسان به چنین ستارگانی با عنوان ستارگان جمعیت III اشاره می کنند تا آنها را از نسل های بعدی ستارگان یعنی ستارگان جمعیت II و ستارگان جمعیت I متمایز کنند. جمعیت ستارگان بعدی از خاکستر ستارگان سوخته نسل قبل تشکیل شده اند.

چالش این است که ستاره شناسان هنوز ستاره ای را که حاوی هیچ عنصر دیگری جز هیدروژن، هلیوم و لیتیوم نباشد، کشف نکرده اند. شکست آنها باعث شده است که برخی از رهبران مسیحی (که ادعای من را مبنی بر اینکه کتاب مقدس ویژگی های اساسی همه مدل های ایجاد انفجار بزرگ را پیش بینی کرده است رد می کنند) به این نتیجه رسیده اند که کیهان شناسی انفجار بزرگ رد شده است. به عنوان مثال، جاناتان سرفتی، شیمیدان موسسه تحقیقات خلقت، در کتاب خود با عنوان رد سازش نوشت: “غیبت کامل این ستارگان به عنوان یک پیش بینی جعلی از کیهان شناسی انفجار بزرگ محسوب می شود.”3 هنری موریس دوم، مهندس هیدرولیک و بنیانگذار مؤسسه تحقیقات خلقت، نوشت: «به نظر می‌رسد که اگر زمانی وجود داشته اند، باید بتوانیم تعداد زیادی از آنها را ببینیم، زیرا ظاهراً همه ستارگان دیگر از آنها می‌آیند.»4

اما اخترشناسانی که آفرینش‌گرای زمین جوان نیستند، ناتوانی کنونی خود را در تشخیص اولین ستاره‌های تشکیل‌شده جهان به‌عنوان پیش‌بینی ناموفق مدل‌های ایجاد انفجار بزرگ در نظر نمی‌گیرند. همانطور که در وبلاگ قبلی توضیح دادم، بیشتر مدل‌های ایجاد انفجار بزرگ پیش‌بینی می‌کنند که تمام ستارگان جمعیت III ستاره‌های ابرغول هستند، ستارگانی بزرگ‌تر از 20 برابر جرم خورشید. چنین ستاره هایی در چند میلیون سال یا کمتر خواهند سوخت. بنابراین، آنها فقط در ابتدای تاریخ جهان درخشان بوده اند و اخترشناسان تنها در صورتی آنها را خواهند دید که در فواصل بیش از 13.5 میلیارد سال نوری جستجو کنند. هیچ تلسکوپی در حال حاضرقدرت اندازه‌گیری طیف دقیق (رنگ‌های نور، که به تعیین اینکه یک ستاره از چه چیزی ساخته شده است) ستاره‌ای در چنین فاصله‌ای را ندارد.

ستاره رکورد شکن
تیم نوردلندر از تلسکوپ Sky Mapper (شکل 1) برای کشف ستاره ای با کمترین میزان آهن اندازه گیری شده (بر خلاف حد بالایی تخمین زده شده) در بین ستاره های شناخته شده استفاده کردند. آنها یک نام زیبا و به یاد ماندنی را به این ستاره اختصاص دادند: SMSS J160540.18-144323.1! قبل از کشف این ستاره،ستاره ای با کمترین فراوانی آهن اندازه گیری شده بود HE 1327-2326)) که نسبت آهن به هیدروژن در ستاره HE 1/250000 ام خورشید بود.5 تیم نوردلندر تشخیص داد که نسبت آهن به هیدروژن SMSS 1/1600000ام خورشید است. یعنی SMSS دارای فراوانی آهن اندازه گیری شده در واحد جرم است که 6 برابر کمتر از مقدار اندازه گیری شده در HE است. این تفاوت های فراوانی در تعیین جرم ستاره ها و نحوه دریافت آهن توسط ستاره ها قابل توجه است.

شکل 1: تلسکوپ Sky Mapper در سایدینگ اسپرینگ، استرالیا. این تلسکوپ مجهز به دوربین تصویربرداری 268 میلیون پیکسلی است. اعتبار تصویر: Iridia، Creative Commons Attribution

تشخیص ستاره های جمعیت III
چند مدل ایجاد انفجار بزرگ پیش‌بینی می‌کنند که در حالی که تقریباً تمام ستارگان جمعیت III بزرگتر از 20 برابر جرم خورشید خواهند بود، درصد کمی از آنها ممکن است تنها 1 تا 20 برابر جرم خورشید باشند و درصد بسیار ناچیزی از آنها نیز ممکن است به کوچکی 0.8 برابر جرم خورشید باشند. ستارگانی با جرم کمتر از 0.8 برابر جرم خورشید برای بیش از 13.5 میلیارد سال می سوزند. بنابراین، چند ستاره از این قبیل ممکن است به اندازه کافی بسوزند و به اندازه کافی نزدیک باشند که اخترشناسان بتوانند طیف نوری آنها را با جزئیات اندازه گیری کنند.

با این حال ستاره های قدیمی جمعیت III بکر نخواهند بود. ترکیب اولیه عنصری آنها فقط از هیدروژن، هلیوم و مقدار کمی لیتیوم تشکیل شده و توسط اتمسفرشان که مقادیر بسیار کمی از عناصر سنگین‌تر از هلیوم را از خاکستر ستارگان غول‌پیکر منفجر شده جمعیت III و خاکسترهای ستارگان ابرغول جمعیت II که بعداً تشکیل شده‌اند، آلوده شده اند. با این حال، این آلودگی برای ستارگان قدیمی و کم جرم جمعیت III که به طور دائم در مناطقی که چگالی ستارگان بسیار کم است ساکن بوده اند، حداقل خواهد بود. چنین مکانی در ناحیه هاله بیرونی کهکشان ما وجود دارد (شکل 2).

شکل 2: ناحیه هاله بیرونی کهکشان راه شیری. حلقه آبی تیره در اطراف ساختار مارپیچی کهکشان راه شیری، ناحیه هاله بیرونی کهکشان را نشان می دهد. اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech (R. Hurt)

چهار سال پیش، سه ستاره شناس ژاپنی درواقع نشان دادند که یک ستاره قدیمی و کم جرم جمعیت III در منطقه ای با چگالی ستاره ای کم، مانند چیزی که در هاله بیرونی کهکشان ما وجود دارد، می تواند تا 1.100000 ام خورشید آهن را در هر واحد جمع کند در حالی که غیرممکن است که هر نوع ستاره جمعیت II یا جمعیت I اینقدر آهن کمی داشته باشد.7 بنابراین HE و SMSS باید هر دو ستاره جمعیت III باشند. از این رو، نه تنها یک پیش‌بینی کلیدی از مدل‌های ایجاد انفجار بزرگ جعل نشده است، بلکه این کشف به طور واضح این مدل را تأیید میکند.

انفجارهای آهن از ابرنواخترها می آیند
یک سال پیش، تیمی به رهبری رانا عِزالدین از تلسکوپ فضایی هابل برای اندازه‌گیری یکپارچه‌سازی 22 ساعته طیف HE در طول موج‌های فرابنفش استفاده کردند.8 تیم عِزالدین نشان داد که تنها توضیح ممکن برای این طیف دقیق این است که HE یک ستاره واقعی با جرم کم از نوع جمعیت III است که اتمسفر آن توسط یک انفجار فوق سریع ناشی از فوران ابرنواختر مبتنی بر چرخش ستاره جمعیت III با جرم خورشیدی ۲۵ آلوده شده است.9

طیف دقیقی که تیم نوردلندرز از SMSS به دست آورد، نشان داد که با نتیجه مورد انتظار آلودگی جو SMSS توسط فوران یک ابرنواختر منفرد از یک ستاره جمعیت III با جرم خورشیدی 10 مطابقت دارد.10 طیف نوری SMSS این تصور را که اتمسفر ستاره توسط گدازه های پرتابی یک ستاره جمعیت III با جرم بیشتر از 20 برابر خورشید آلوده شده باشد را رد کرد.11

یک مدل خلقت کیهانی با تعریف بهتر و دقیق تر
بنابراین برای اولین بار اخترشناسان مدارکی بیش از تخمین های نظری، از گستره جرم ستارگان جمعیت III دارند. آنها اکنون شواهد رصدی دال بر وجود ستارگان جمعیت III با جرم 25 برابر، حدود 10 برابر، و کمی کمتر از جرم خورشید دارند. این توزیع انبوه ، همه دسته‌های مدل‌های انفجار بزرگ را رد و زیرمجموعه‌ای کوچک و بسیار مشخص از مدل‌های ایجاد انفجار بزرگ را محدود می‌کند.

اخترشناسان بیشتر درباره جهان و اجزای سازنده آن می‌آموزند و این کشف نشان می‌دهد که مدل ایجاد مهبانگ واقعاً مشخص‌تر و دقیق‌تر است. تا آنجا که کتاب مقدس ویژگی های اساسی انفجار بزرگ را توصیف می کند و این خبر بسیار خوبی برای خداباوران و به ویژه برای ایمانداران به کتاب مقدس به عنوان کلام الهام شده و درست خالق جهان است.

تصویر ویژه: گنبد تلسکوپ SkyMapper
اعتبار تصویر: Iridia، Creative Commons Attribution

پینوشت
  1. T. Nordlander et al., “The Lowest Detected Stellar Fe Abundance: The Halo Star SMSS J160540.18-144323.1,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 488, no. 1 (September 2019): L109–L113, doi:10.1093/mnrasl/slz109.
  2. Hugh Ross and John Rea, “Big Bang—The Bible Taught It First!” Facts for Faith (Quarter 3, 2000), 26–32, /explore/publications/rtb-101/read/rtb-101/2000/06/30/big-bang-the-bible-taught-it-first.
  3. Jonathan Sarfati, Refuting Compromise: A Biblical and Scientific Refutation of “Progressive Creationism” (Billions of Years), As Popularized by Astronomer Hugh Ross”, 2nd ed. (Atlanta, GA: Creation Book Publishers, 2011), 161.
  4. Henry M. Morris, “The Stardust Trail,” Acts & Facts 28, no. 1 (January 1, 1999), https://www.icr.org/article/stardust-trail.
  5. Anna Frebel et al., “Nucleosynthetic Signatures of the First Stars,” Nature 434, no. 7035 (April 14, 2005): 871–73, doi:10.1038/nature03455.
  6. Nordlander et al., “The Halo Star,” L109.
  7. Yutaka Komiya, Takuma Suda, and Masayuki Y. Fujimoto, “The Most Iron-Deficient Stars As the Polluted Population III Stars,” Astrophysical Journal Letters 808 (August 1, 2015): L47, doi:10.1088/2041-8205/808/2/L47.
  8. Rana Ezzeddine et al., “Evidence for an Aspherical Population III Supernova Explosion Inferred from the Hyper-Metal-Poor Star HE 1327-2326,” Astrophysical Journal 876, no. 2 (May 10, 2019): id. 97, doi:10.3847/1538-4357/ab14e7.
  9. Ezzeddine et al., “Evidence for an Aspherical Population III Supernovae Explosion,” 7.
  10. Nordlander et al., “The Halo Star,” L109.
  11. Nordlander et al., “The Halo Star,” L109.