پلاتیپوس یکی از دوستداشتنیترین و در عین حال عجیبترین موجودات دنیای تکامل است. جانوری که گویی قوانین شناختهشده زیستشناسی را به چالش میکشد و ویژگیهایی کاملاً نامعمول را در یک بدن واحد گرد هم آورده است. پلاتیپوس پستانداری است که تخم میگذارد، نوکی شبیه اردک دارد، دمی مانند سگآبی، و نرهای آن به خارهای سمی در پاهای عقبی مجهز هستند. زمانی که نخستین نمونههای این جانور به دست دانشمندان رسید، بسیاری تصور کردند با یک شوخی یا حقه روبهرو شدهاند؛ انگار چند حیوان مختلف را به هم دوخته باشند.
با چنین پیشزمینهای، شاید چندان عجیب نباشد که اخترشناسان، برخی از اجرام تازهکشفشده در کیهان را با لقب «پلاتیپوسِ اخترشناسی» توصیف کنند.
کشف کهکشانهایی که در هیچ دستهای جا نمیگیرند
این کشف تازه شامل ۹ کهکشان بسیار عجیب است که ویژگیهایی نامعمول دارند و بهسختی میتوان آنها را در دستهبندیهای شناختهشده اخترشناسی جای داد. نتایج این پژوهش اخیراً در دویستوچهلوهفتمین نشست انجمن اخترشناسی آمریکا (AAS) در شهر فینیکس ارائه شد. همچنین مقالهای علمی با عنوان
«جمعیتی جدید از اجرام نقطهای با خطوط گسیلی باریک که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب آشکار شدهاند»
در پایگاه arXiv منتشر شده است.
نویسنده اصلی این پژوهش هائوجینگ یان از دانشگاه میزوری–کلمبیا است.
اجرامی کوچک، فشرده و رازآلود
یان و همکارانش در مقاله مینویسند:
«ما جمعیت جدیدی از اجرام را با استفاده از دادههای تلسکوپ فضایی جیمز وب گزارش میکنیم که با ریختشناسی نقطهای و خطوط گسیلی باریک مجاز مشخص میشوند. با توجه به محدودیت دادههای فعلی، ماهیت دقیق این جمعیت جدید هنوز نامشخص است.»
به بیان ساده، این اجرام در تصاویر جیمز وب مانند یک نقطهٔ نورانی دیده میشوند، نه مانند کهکشانهایی با ساختار گسترده. اما وقتی طیف نوری آنها بررسی میشود، ویژگیهایی نشان میدهند که با هیچیک از اجرام شناختهشده بهخوبی همخوانی ندارد.
یان در توضیح این موضوع میگوید:
«به نظر میرسد ما جمعیتی از کهکشانها را شناسایی کردهایم که واقعاً نمیتوان آنها را طبقهبندی کرد؛ آنقدر عجیب هستند. از یکسو، بسیار کوچک و فشردهاند، درست مانند یک منبع نقطهای، اما از سوی دیگر، نشانههای یک اختروش یا سیاهچالهٔ فوقپرجرم فعال را ندارند؛ در حالی که بیشتر منابع نقطهای دوردست، معمولاً اختروش هستند.»
دادهها از کجا آمدند؟
گروه پژوهشی کار خود را با نمونهای شامل حدود ۲۰۰۰ منبع نقطهای آغاز کرد که از سه پیمایش بزرگ تلسکوپ جیمز وب بهدست آمده بودند:
- پیمایش CEERS
- پیمایش فوقعمیق UDS
- پیمایش COSMOS
از میان این مجموعه بزرگ، آنها ۹ منبع نقطهای را شناسایی کردند که نورشان مربوط به زمانی بین ۱۲ تا ۱۲.۶ میلیارد سال پیش است؛ یعنی دورانی بسیار ابتدایی از تاریخ کیهان.
جیمز وب توانست طیف این منابع را با دقت بالا ثبت کند، اما این طیفها با طیف هیچیک از اجرام شناختهشده تطابق نداشت. این اجرام نمیتوانند ستاره باشند، چون فاصلهشان بیش از حد زیاد است. از سوی دیگر، آنها بیش از حد کمنورند که اختروش باشند؛ اجرامی که جزو درخشانترین پدیدههای عالم محسوب میشوند. از نظر ظاهری، شباهتی به کهکشانهای موسوم به «نخودفرنگیهای سبز» دارند که پیشتر توسط دانشمندان شهروند کشف شده بودند، اما حتی از آنها هم کوچکتر و فشردهتر هستند.
دقیقاً مثل پلاتیپوس!
یان میگوید:
«وقتی به این ویژگیها نگاه کردم، احساس کردم دقیقاً شبیه نگاه کردن به یک پلاتیپوس است. انگار این ویژگیها نباید کنار هم وجود داشته باشند، اما هستند؛ درست جلوی چشم شما، و نمیتوان آنها را انکار کرد.»
او حتی طیف این اجرام را با کد ژنتیکی پلاتیپوس مقایسه میکند و میگوید همانطور که بررسی ژنهای پلاتیپوس نشان میدهد این جانور ویژگیهایی مشترک با پرندگان، خزندگان و پستانداران دارد، دادههای تصویری و طیفی جیمز وب نیز نشان میدهند که این کهکشانها ترکیبی غیرمنتظره از خصوصیات را در خود دارند.
نه اختروش، نه کاملاً کهکشان عادی
یان در نشست خبری انجمن اخترشناسی آمریکا با تأکید گفت:
«نتیجهٔ نهایی این است که این اجرام اختروش نیستند.»
با این حال، او احتمال میدهد که این منابع شاید به خانوادهٔ بزرگتر هستههای فعال کهکشانی (AGN) تعلق داشته باشند، چراکه اخترفیزیکدانان گونههایی از AGN با خطوط گسیلی باریک را میشناسند. اما مشکل اینجاست که چنین AGNهایی معمولاً نقطهای دیده نمیشوند.
به گفته یان:
«اگر اینها واقعاً AGN باشند، پس باید نوع کاملاً جدیدی از آنها باشند.»
آیا کهکشانهای ستارهزا هستند؟
بانگژنگ سان، دانشجوی تحصیلات تکمیلی و یکی دیگر از نویسندگان مقاله، دادهها را بررسی کرد تا ببیند آیا ممکن است این اجرام، کهکشانهای ستارهزا باشند یا نه.
او میگوید:
«با توجه به طیفهای کمتفکیکی که در اختیار داریم، نمیتوانیم این احتمال را رد کنیم که این ۹ جرم، کهکشانهای ستارهزا باشند. دادهها با این تفسیر سازگار است.»
اما مشکل اصلی در این فرضیه، اندازه و فشردگی بیش از حد این کهکشانهاست. سان توضیح میدهد که با وجود قدرت تفکیک بالای جیمز وب، انتظار میرود چنین کهکشانهایی جزئیات بیشتری نشان دهند.
او با لحنی طنزآمیز اضافه میکند:
«دیدن این خطوط گسیلی باریک در کهکشانهای ستارهزا، مثل دیدن نوک اردک در خود اردک است؛ چیز عجیبی نیست.»
اگر این اجرام واقعاً کهکشانهای ستارهزا باشند، باید بسیار جوان باشند؛ کمتر از ۲۰۰ میلیون سال سن داشته باشند. اما حتی در این صورت هم ظاهر نقطهای آنها توضیحدادنش دشوار است.
پرسشی بنیادین درباره تولد کهکشانها
سان میگوید اگر این اجرام واقعاً در چنین مرحلهٔ ابتداییای از شکلگیری باشند، ممکن است در حال تشکیل ستارهها بهصورت آرام و از درون به بیرون باشند؛ فرآیندی که تاکنون مشاهده نشده است.
یان در اینباره میپرسد:
«آیا این پژوهش ما را با این سؤال اساسی روبهرو نمیکند که فرآیند شکلگیری کهکشانها دقیقاً چگونه آغاز میشود؟ آیا ممکن است کهکشانهای بسیار کوچک و سازندهٔ اولیه، پیش از آغاز ادغامهای آشوبناک، به شکلی آرام شکل بگیرند؟»
جمعیتی جدید در کیهان؟
در نهایت، پژوهشگران به این نتیجه میرسند که آنها به احتمال بسیار زیاد با جمعیتی کاملاً جدید از کهکشانها روبهرو هستند. این اجرام میتوانند نوعی AGN جدید با درخشندگی کم و بدون کهکشان میزبان مشخص باشند، یا گونهای تازه از کهکشانهای ستارهزا.
برای پاسخ قطعی، دو چیز لازم است:
۱. نمونههای بیشتر از این «پلاتیپوسهای کیهانی»
۲. طیفسنجی با تفکیک بالاتر
نویسندگان در پایان مقاله مینویسند:
«صرفنظر از ماهیت دقیق آنها، این جمعیت از اجرام نقطهای با خطوط باریک شایستهٔ بررسیهای عمیقتر هستند و طیفسنجی دقیقتر در آینده نقشی کلیدی در شناخت آنها خواهد داشت.»
آیا سرنوشت پلاتیپوس تکرار میشود؟
تلسکوپ جیمز وب تاکنون بارها اجرامی از عالم اولیه را آشکار کرده که دانشمندان را وادار به بازنگری در دانستههایشان کرده است. دقیقاً به همین دلیل ساخته و پرتاب شده است: برای کشف ناشناختهها.
وقتی دانشمندان در سال ۱۷۹۹ نخستین بار پلاتیپوس مردهای را بررسی کردند، گمان کردند با یک شوخی روبهرو هستند. اما زمان نشان داد که این جانور جایگاهی مهم در تکامل دارد. حال این پرسش مطرح است:
آیا «پلاتیپوسهای اخترشناسی» نیز چنین سرنوشتی خواهند داشت؟
یان در پایان میگوید:
«ما تور گستردهای انداختیم و چند نمونه از چیزی واقعاً شگفتانگیز پیدا کردیم. این ۹ جرم هدف اصلی نبودند؛ فقط در پسزمینهٔ پیمایشهای گستردهٔ جیمز وب حضور داشتند. حالا وقت آن است که به پیامدهای این کشف فکر کنیم و ببینیم چگونه میتوانیم با تواناییهای جیمز وب، بیشتر درباره آنها بیاموزیم.»
