آیا دوران تولد ستاره‌ها رو به پایان است؟

منبع تصویر، Anadolu via Getty Images

    • نویسنده, فرناندو دوآرته
    • شغل, سرویس جهانی بی‌بی‌سی

هیچ چیز تا ابد دوام نمی‌آورد… حتی جهان ما. در دو دهه گذشته، ستاره‌شناسان نشانه‌هایی یافته‌اند که شاید جهان دوران اوج خود را پشت سر گذاشته باشد. یکی از نشانه‌های آشکار آن است که ستاره‌های کمتری متولد می‌شوند.

البته این‌طور نیست که جهان در حال خالی شدن از ستاره‌ها باشد. برآوردهایی وجود دارد که می‌گوید ممکن است تا یک سپتیلیون ستاره در آن وجود داشته باشد. یعنی عدد یک و ۲۴ صفر جلوی آن.

اما ستاره‌شناسان معتقدند تولید ستاره‌های جدید رو به کاهش است.

یک ستاره متولد می‌شود و می‌میرد

اجماع علمی کنونی بر این است که عمر جهان حدود ۱۳/۸ میلیارد سال است. نخستین ستاره‌ها مدت کوتاهی پس از وقوع بیگ بنگ یا مه‌بانگ شکل گرفتند.

در واقع، سال گذشته تلسکوپ فضایی جیمز وب سه ستاره در کهکشان خودمان، راه شیری، یافت که تصور می‌شود بیش از ۱۳ میلیارد سال قدمت دارند.

ستاره‌ها در اصل گوی‌های عظیمی از گاز داغ هستند که همگی به یک شیوه شکل می‌گیرند. آن‌ها در ابرهای عظیم غبار و گاز فضایی به نام سحابی شکل می‌گیرند. نیروی گرانش توده‌های گاز را به هم می‌کشد و در نهایت آن‌ها گرم می‌شوند و به یک ستاره نوزاد یا پیش‌ستاره تبدیل می‌شوند.

وقتی هسته ستاره به میلیون‌ها درجه می‌رسد، اتم‌های هیدروژن درون آن در فرآیندی به نام همجوشی هسته‌ای فشرده می‌شوند تا هلیوم تولید کنند. این فرآیند نور و گرما ساطع می‌کند و ستاره وارد مرحله پایدار یا «رشته اصلی» می‌شود.

منبع تصویر، Nasa/Esa/CSA/STScI; Processing: J DePasquale/A Pagan/A Koekemoer (STScI)

توضیح تصویر، پیش‌ستاره‌ها در ابرهای احاطه شده‌اند که حاوی موادی برای رشد آنها هستند

ستاره‌شناسان تخمین می‌زنند که ستاره‌های مرحله رشته اصلی، از جمله خورشید خودمان، حدود ۹۰ درصد کل ستاره‌های جهان را تشکیل می‌دهند. اندازه آن‌ها از یک‌ دهم تا ۲۰۰ برابر جرم خورشید متغیر است.

در نهایت این ستاره‌ها سوخت خود را تمام می‌کنند و بسته به اندازه‌شان مسیرهای متفاوتی را در راه نابودی طی می‌کنند.

ستاره‌هایی با جرم کمتر، مانند خورشید ما، طی میلیاردها سال به آرامی خاموش می‌شوند.

اما «خواهران» بزرگ‌تر آن‌ها که حداقل هشت برابر جرم خورشید را دارند، پایانی بسیار پرهیاهو دارند: آن‌ها در انفجاری عظیم به نام انفجار عظیم ستاره‌ای منفجر می‌شوند.

سلطه ستاره‌های پیر

در سال ۲۰۱۳، گروهی از ستاره‌شناسان بین‌المللی که روند شکل‌گیری ستاره‌ها را مطالعه می‌کردند، اعلام کردند که ۹۵ درصد از تمام ستاره‌هایی که ممکن است در جهان شکل بگیرند، پیش‌تر به دنیا آمده‌اند.

دیوید سوبرا، نویسنده اصلی آن مطالعه در مقاله‌ای در وب‌سایت تلسکوپ سوبارو در آن زمان گفت: «ما به‌وضوح در جهانی زندگی می‌کنیم که در آن ستاره‌های پیر غالب‌اند.»

در خط زمانی جهان، به نظر می‌رسد اوج شکل‌گیری ستاره‌ها حدود ۱۰ میلیارد سال پیش و در دوره‌ای موسوم به ظهر کیهانی اتفاق افتاده باشد.

داگلاس اسکات، کیهان‌شناس دانشگاه بریتیش کلمبیا در کانادا، می‌گوید: «کهکشان‌ها گاز را به ستاره تبدیل می‌کنند و آن را با سرعتی رو به کاهش انجام می‌دهند.»

پروفسور اسکات یکی از نویسندگان همکار مطالعه‌ای در مرحله پیش‌چاپ که در حال حاضر در حال داوری توسط دیگر کارشناسان است، بوده که داده‌های تلسکوپ‌های اقلیدس و هرشل متعلق به آژانس فضایی اروپا را تحلیل کرده است.

او و گروهی از پژوهشگران بین‌المللی توانستند به طور هم‌زمان بیش از دو میلیون و ۶۰۰ هزار کهکشان را مطالعه کنند. کاری که با ماموریت اقلیدس برای تهیه نقشه سه‌ بعدی عظیمی از جهان ممکن شد.

منبع تصویر، Esa/Euclid/Euclid Consortium/Nasa; Processing: JC Cuillandre (CEA Paris-Saclay)/G Anselmi

توضیح تصویر، ماموریت فضایی اقلیدس جزئیاتی از پرورشگاه‌هایی در کیهان نزدیک که در آنها ستارگان جدید متولد می‌شوند را ثبت کرده است

ستاره‌شناسان به‌ویژه به گرمای منتشرشده از غبار ستاره‌ای علاقه‌مند بودند.

کهکشان‌هایی با نرخ بالای شکل‌گیری ستاره‌ها معمولا دارای غبار داغ‌تری هستند، چرا که ستاره‌های بزرگ‌تر و داغ‌تری را در خود جای می‌دهند.

پروفسور اسکات می‌گوید: «ما دریافتیم که دمای کهکشان‌ها در حدود هشت میلیارد سال گذشته به‌تدریج کاهش یافته است.»

او می‌افزاید: «ما مدت‌هاست که از زمان اوج شکل‌گیری ستاره‌ها عبور کرده‌ایم و در هر نسل از تشکیل ستاره‌ها، ستاره‌های جدید کمتری متولد خواهند شد.»

سرد شدن بزرگ؟

درست است که مرگ ستاره‌های قدیمی می‌تواند به شکل‌گیری ستاره‌های جدید از همان مواد منجر شود، اما موضوع به این سادگی نیست.

فرض کنیم توده‌ای از مصالح ساختمانی داریم و با آن‌ها یک خانه می‌سازیم. اگر بخواهیم خانه‌ای جدید بسازیم، قطعا می‌توانیم سعی کنیم از ساختمان قدیمی استفاده کنیم، اما همه چیز قابل استفاده نخواهد بود.

پروفسور اسکات توضیح می‌دهد: «این یعنی فقط می‌توانیم خانه‌ای کوچک‌تر بسازیم. هر بار که آن را خراب کنیم، مواد مفید کمتری باقی می‌ماند تا اینکه دیگر نتوانیم خانه‌ای بسازیم.»

در مورد ستاره‌ها هم تقریبا همین اتفاق می‌افتد.

این کیهان‌شناس می‌گوید: «در هر نسل از ستاره‌ها، سوخت کمتری برای سوختن وجود دارد و در نهایت دیگر سوخت کافی برای شکل‌گیری یک ستاره نخواهد ماند.»

او می‌گوید: «ما پیش‌تر می‌دانیم که ستاره‌های کم‌ جرم بسیار رایج‌تر از ستاره‌های پر جرم در جهان هستند.»

منبع تصویر، Nasa/SDO

توضیح تصویر، ستاره شناسان تخمین می‌زنند که خورشید ما هنوز ۵ میلیارد سال دیگر تا محو شدن کامل فاصله دارد

دانشمندان مدت‌هاست نظریه داده‌اند که جهان روزی به پایان خواهد رسید. فقط نمی‌توانند با قطعیت بگویند چگونه و چه زمانی.

یکی از پذیرفته‌شده‌ترین نظریه‌ها در حال حاضر مرگ حرارتی جهان است که با نام انجماد بزرگ هم شناخته می‌شود و پیش‌بینی می‌کند که با ادامه انبساط جهان، انرژی به اندازه‌ای پخش خواهد شد که در نهایت آن‌قدر سرد شود که دیگر نتواند حیات را پشتیبانی کند. ستاره‌ها از یکدیگر دور می‌شوند، سوختشان تمام می‌شود و ستاره‌های جدیدی شکل نمی‌گیرد.

پروفسور اسکات توضیح می‌دهد: «مقدار انرژی در دسترس در جهان محدود است.»

صفرهای متعدد

اما پیش از آنکه با نگاهی اندوهگین به آسمان بنگرید، باید گفت پایان ستاره‌ها زمانی به‌غایت طولانی در پیش دارد.

منبع تصویر، Esa/Webb/Nasa/CSA/J Lee/PHANGS-JWST Team

توضیح تصویر، شکل‌گیری ستاره همچنان برای مدت طولانی در بسیاری از کهکشان‌ها ادامه خواهد داشت

اما در مورد انجماد بزرگ، این پایان می‌تواند حتی بسیار دیرتر رخ دهد: اوایل امسال، ستاره‌شناسان دانشگاه رادبود در هلند برآورد کردند که پایان نهایی حدود یک کوین‌ویجینتیلیون سال دیگر فرا خواهد رسید. یعنی عدد یک با ۷۸ صفر جلو آن.

پس هنوز وقت بسیار زیادی هست برای آنکه بار دیگر در شب‌های صاف، از تماشای ستاره‌ها لذت ببرید.