بزرگ‌ترین اکتشافات نجومی در ۲۵ سال گذشته

از کشف «ذره‌ی خدا»، امواج گرانشی تا رسیدن به اولین سرنخ از انرژی اسرارآمیز تاریک، در این مقاله نگاهی می‌کنیم به بزرگ‌ترین اکتشافات فضایی ۲۵ سال گذشته.

هدف نجوم به‌عنوان یک رشته همواره پاسخگویی به پرسش‌های بنیادی درباره‌ی جایگاهمان در جهان بوده، بنابراین شاید بهتر است فهرست بزرگ‌ترین اکتشافات نجومی را از ۱۵ آوریل ۱۹۹۹ آغاز کنیم، یعنی زمانی که اولین منظومه‌ی سیاره‌ای فراخورشیدی کشف شد. ستاره‌شناس‌ها در ۲۵ سال گذشته صدها دنیای سرگردان را کشف کردند که تعریف سیاره‌ را به چالش کشیدند.

 از اکتشافات مهم دیگر می‌توان به کشف «ذره‌ی خدا»، نوسان‌های بافت فضازمان، نوترینوهای گمشده‌ی خورشید و اولین سرنخ واقعی درباره‌ی ماهیت انرژی تاریک اشاره کرد. در ادامه به شگفت‌انگیز‌ترین اکتشافات ربع قرن گذشته اشاره می‌کنیم.

سال ۲۰۱۲: کشف بوزون هیگز یا ذره خدا

در سال ۲۰۰۷، ستاره‌شناس‌ها با استفاده از رصدخانه‌ی پارکز در استرالیا یک انفجار رادیویی سریع (FRB) را کشف کردند. یک انفجار کوتاه درخشان از موج‌های رادیویی که از کهکشانی در فاصله‌ی میلیاردها سال نوری از زمین سرچشمه می‌گرفت. تنها در چند میلی ثانیه، ضربان درخشانی به نام انفجار لوریمر FRB 010724 انرژی برابر با انرژی خورشید در طول ۸۰ سال را آزاد کرد. از آن زمان صدها پالس درخشان این چنینی از کهکشان‌های دوردست کشف شدند که تعداد اندکی از آن‌ها به‌صورت پیوسته یا به‌صورت نامنظم منفجر می‌شوند.

ستاره‌شناس‌ها از پالس‌های شدید انفجار رادیویی برای کشف برخی از مواد گمشده‌ی جهان کردند که در فضاهای بین‌ کهکشان‌ها مخفی شده‌اند. این مواد با بررسی توزیع امواج رادیویی از حرکت FRB-ها در گاز میان‌ستاره‌ای آشکار شدند.

سال ۲۰۱۲: کشف بوزون هیگز یا ذره خدا

در ژوئیه ۲۰۱۲، رشته‌ی فیزیک ذرات با کشف بوزون هیگز توجهات جهان را به خود جلب کرد. بوزون هیگز، ذره‌ای زیراتمی است که به عنوان میدانی که به دیگر ذرات بنیادی جرم می‌دهد، در جهان توزیع‌ شده است. وجود بوزون هیگز برای اولین به صورت مستقل توسط فیزیکدان‌هایی به نام پیتر ور هیگز و فرانسوا انگلرت در سال ۱۹۶۴ پیشنهاد شد. ذره خدا درست نیم‌قرن بعد طی دو آزمایش که دو سال زمان برد، در برخورد‌دهنده‌ی هادرونی بزرگ سوئیس کشف شد. هیگز و انگلرت در سال ۲۰۱۳ به پاس نظریه‌ی چگونگی دستیابی ذرات به جرم برنده‌ی جایزه‌ی نوبل شدند.

سال ۲۰۱۶: کشف امواج گرانشی و اثبات نظریه اینشتین

در فوریه ۲۰۱۶، دانشمندان اعلام کردند که سپتامبر سال قبل با استفاده از رصدخانه موج گرانشی تداخل‌سنج لیزری یا به اختصار لایگو، امواج گرانشی را کشف کرده‌اند. امواج گرانشی نوسان‌های ضعیفی در بافت فضا زمان هستند که اینشتین یک قرن پیش آن‌ها را پیش‌بینی کرده بود و برای اولین بار در سال ۲۰۱۵ یکی از نوسان‌های حاصل از برخورد دو سیاه‌چاله‌ توسط آشکارسازهای زمینی کشف شد.

از آنجا که امواج گرانشی در میان مواد بسیار داغ جهان آغازین به شکلی دست‌نخورده سفر کردند، کشف آن‌ها به معنی روشی جدید برای بررسی جهان به شمار می‌رفت که هرگز با امواج الکترومغناطیسی ممکن نبود. سه فیزیکدان که به آشکارسازی امواج گرانشی کمک کردند عبارت‌اند از: راینر وایس، بری بریش و کیپ تورن. هر سه در سال ۲۰۱۷ برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک شدند.

در ژوئن ۲۰۲۳، عصر جدید دیگری در نجوم امواج گرانشی رقم خورد. در آن زمان دانشمندان با رصدخانه‌ی امواج گرانشی نانوهرتز آمریکای شمالی (NANOGrav)، شواهدی از حضور همهمه‌ای پایدار از امواج گرانشی را کشف کردند. آن‌ها به شدت به این همهمه که دارای فرکانس یک‌میلیاردیم هرتز بود و صدها برابر ضعیف‌تر از امواج گرانشی کشف‌شده در سال ۲۰۱۵ بود، مشکوک بودند. این همهمه نشان‌دهنده‌ی بازتابی از یک زوج سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم بود که در مدار یکدیگر می‌چرخیدند.

سال ۲۰۱۷: کشف اولین بازدیدکننده‌ی میان‌ستاره‌ای در منظومه شمسی

در پائیز ۲۰۱۷، ستاره‌شناس‌های جرم عجیبی را در منظومه شمسی رصد کردند که با عنوان اولین بازدید‌کننده‌ی میان‌ستاره‌ای شناخته می‌شود. این جرم که به اومواموا معروف است، زمینه‌ساز معماهای زیادی شد، زیرا روشنایی آن با حد قابل انتظار یک سیارک متفاوت بود و از سویی رفتارش مشابه دنباله‌دار هم نبود.

برخی گمان می‌کردند اومواموا سازه‌ای بیگانه است. اومواموا که به عنوان سیارک درنظر گرفته می‌شد در سال ۲۰۲۳ در نقش یک دنباله‌دار درآمد و گروهی از ستاره‌شناس‌ها معتقد بودند که این جرم احتمالا از یک منظومه‌ی سیاره‌ای فراخورشیدی دفع شده است و به‌وسیله‌ی مقادیر ناچیز گاز هیدروژن که از قلب یخی‌اش خارج می‌شود، شتاب گرفته است.

در سال ۲۰۱۹، ستاره‌شناس‌ها دومین بازدیدکننده‌ی میان‌ستاره‌ای با عنوان بوریسف را کشف کردند که هویت دنباله‌دار آن خیلی زود به لطف دم گازی‌اش آشکار شد. این جرم سرگردان که تا پیش از خورشید، هرگز از نزدیکی ستاره‌ای عبور نکرده بود، یکی از بکر‌ترین دنباله‌دارهایی محسوب می‌شود که تاکنون مطالعه شده است.

سال ۲۰۱۹: اولین تصویر سیاه‌چاله کلان‌جرم

ستاره‌شناس‌ها در سال ۲۰۱۹ برای اولین بار از یک سیاه‌چاله عکس‌برداری کردند. تلسکوپ ایونت هورایزن تصویری از سیاه‌چاله‌ای غول‌آسا را در قلب کهکشان مسیه ۸۷ ثبت کرد که در فاصله‌ی بیش از ۵۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. این تصویر روشی جدید برای مطالعه‌ی سیاه‌چاله‌ها فراهم کرد که از نظر اهمیت به اولین تصویرسازی‌های حشرات و گیاهان در میکروسکوپ شباهت داشت.

ستاره‌شناس‌ها در سال ۲۰۲۱ تصویری جدید از سیاه‌چاله یادشده را رونمایی کردند که نشان می‌داد میدان‌های مغناطیسی چگونه در نزدیکی سیاه‌چاله‌ها رفتار می‌کنند. در سال ۲۰۲۳ سیاه‌چاله با هوش مصنوعی بازسازی شد و به دوناتی نارنجی شکل در یک حلقه‌ی باریک شباهت پیدا کرد. ستاره‌شناس‌ها متوجه شدند این سیاه‌چاله در حال چرخش است، گرچه سرعت چرخشش معلوم نیست.