بزرگترین کشفیات نجومی بشر در 25 سال گذشته در جهان!

هدف از نجوم به‌عنوان یک رشته، همواره پاسخگویی به پرسش‌های بنیادی درباره‌ی جایگاه مان در جهان بوده، بنابراین شاید بهتر است فهرست بزرگ‌ترین اکتشافات نجومی را از15 آوریل1999 آغاز کنیم، یعنی زمانی که اولین منظومه‌ی سیاره‌ای فراخورشیدی کشف شد. ستاره‌شناس‌ها در 25 سال گذشته صدها دنیای سرگردان را کشف کردند که تعریف سیاره‌ را به چالش کشیدند.

• سال 1999 کشف  یک منظومه سیاره‌ای فراخورشیدی!

تاره‌شناس‌ها در آوریل 1999، سه سیاره در ابعاد سیاره‌ی مشتری را کشف کردند که مدار ستاره‌ی زرد-سفیدی به نام اوپسیلون اندرومدای ای می‌چرخیدند. این منظومه‌ که در فاصله‌ی 44 سال نوری از زمین قرار دارد، اولین منظومه‌ فراخورشیدی است که کشف شد.

کشف یادشده این مفهوم را به چالش کشید که منظومه‌ی خورشیدی ما یک پدیده‌ی واحد در جهان است و نشان داد کشف دیگر منظومه‌های سیاره‌ای به زمان و فناوری وابستگی دارد. همچنین ستاره‌شناس‌ها در سال 2010 متوجه شدند که برخلاف سیاره‌های منظومه شمسی، سیاره‌های مشتری‌مانند در این منظومه‌ی فراخورشیدی روی یک صفحه‌ی یکسان قرار ندارند؛ بلکه دارای شیب 30 درجه‌ای نسبت به یکدیگر هستند. این یافته به دانشمندان کمک کرد تا در نظریه‌های شکل‌گیری و تکامل سیاره‌ها بازنگری کنند. تا آوریل2024، ستاره‌شناس‌ها 900 ستاره کشف کردند که میزبان دو یا چند سیاره بودند.

• سال 2001 اولین سیاره سرگردان راه شیری کشف شد!

در ابتدای قرن 21، ستاره‌شناس‌ها اولین سیاره سرگردان را در نزدیکی خوشه‌ی ذوزنقه کشف کردند که یک پرورشگاه ستاره‌ای در نزدیکی قلب سحابی شکارچی است. تنها در کهکشان ما ممکن است یک کوادریلیون سیاره‌ی سرگردان وجود داشته باشد که از دیسک گاز و غبار محل تولد خود بیرون رانده شده‌اند. با این‌حال تنها تعداد کمی از این سیاره‌ها در کهکشان راه شیری کشف شده‌اند؛ زیرا این سیاره‌ها بسیار کم‌نور هستند و همین ویژگی رصدشان را دشوار می‌کند. این سیاره‌های یتیم از سبک‌ترین فرآورده‌های تولد ستاره‌ای هستند و اطلاعات مهمی را درباره‌ی محیط‌های شکل‌گیری خود حمل می‌کنند.

• سال 2001 کشف اولین کمربند سیارکی فراخورشیدی در اطراف ستاره‌ای خورشید‌مانند!

تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا در اوایل سال 2001، شواهدی از اولین کمربند سیارکی خارج از منظومه‌ی شمسی را کشف کرد که در اطراف ستاره‌ای خورشیدمانند به نام HD 69830 در فاصله‌ی 40 سال نوری در صورت فلکی کشتی‌دم قرار دارد. بر اساس تخمین‌ها، این کمربند 25 برابر سنگین‌تر از کمربند سیارکی اصلی بین مدار مریخ و مشتری است. در سال 2005، ستاره‌شناس‌ها سه سیاره‌ی نپتون‌مانند را در مدار این ستاره کشف کردند که خارجی‌ترین آن احتمالا در کمرند حیات ستاره‌اش قرار دارد. ستاره‌شناس‌ها به اندازه و موقعیت کمربندهای سیارکی در منظومه‌های چندسیاره‌ای علاقه‌مند هستند؛ زیرا این قطعات سنگی بر ادغام سیاره‌ها و حتی ظهور حیات تأثیر می‌گذارند. بر اساس نظریه‌ای پیشتاز، سیارک‌ها آب و مواد زیستی را به زمین آغازین آوردند. این ادعا با کشف مولکول‌های آب در نمونه‌های سیارکی بازگشتی به زمین و همچنین نمونه‌های فضایی تقویت شد.

• سال 2001 راز نوترینوهای گمشده خورشید حل شد!

فیزیکدان‌ها در ژوئن2001 اعلام کردند که نوترینوهای گمشده‌ی خورشید را کشف کرده‌اند. این نوترینوها درواقع ذرات زیراتمی بدون بار و عملا بدون جرم هستند. این کشف، جستجوی سی ساله برای بسته‌های کوچک انرژی را پایان داد، اما نشان داد که این ذرات هم اندکی جرم دارند.

واکنش‌های هسته‌ای در قلب خورشید یا همان فرآیندی که خورشید به خاطر آن می‌درخشد، باعث تولید میلیاردها نوترینو می‌شود که بر اساس تخمین‌ها نیمی از آن‌ها باید سفری 150 میلیون کیلومتری را تا زمین بپیمایند. با این‌حال آزمایش‌های اواخر دهه‌ی 1960 میلادی تعداد کمی از این ذرات شبح‌وار را کشف کردند. بعدها این معما با عنوان مسئله‌ی نوترینوی خورشیدی مطرح شد. آزمایش‌های رصدخانه‌ی نوترینوی سادبری کانادا در سال 2001 نشان دادند که نوترینوهای گمشده در واقع به دو نوع نوترینو در مسیر خود به سمت زمین تبدیل می‌شوند و به همین دلیل کشف آن‌ها دشوار است. این تبدیل مستلزم این است که نوترینوها دارای مقداری جرم باشند که صدها هزار برابر کمتر از جرم دومین ذره‌ی سبک یعنی الکترون است.

• سال2001 کشف اولین سیاره فراخورشیدی دارای جو!

ستاره‌شناس‌ها در نوامبر2001، وارد فاز جدیدی از علم سیاره خورشیدی شدند. آن‌ها بر اساس داده‌های تلسکوپ فضایی هابل به وجود جو در جهانی بیگانه پی بردند. این سیاره‌ی فراخورشیدی به نام HD 209458b در فاصله‌ی 150 سال نوری در صورت فلکی اسب بزرگ قرار دارد. این سیاره یکی از اولین سیاره‌های فراخورشیدی میزبان جو شناخته‌شده است. کشف یادشده عصری جدید را در اکتشافات سیاره‌های فراخورشیدی رقم زد و از آن زمان ستاره‌شناس‌ها می‌توانند به مقایسه‌ی جو سیاره‌های فراخورشیدی و فراوانی گازهای جوی برای شکل‌گیری حیات روی زمین بپردازند.

• سال 2007 انفجارهای رادیویی سریع جرم گمشده جهان را آشکار کرد!

در سال2007، 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 80 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 2012 کشف بوزون هیگز یا ذره خدا​​​​​​!

در ژوئیه 2012، 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 1964 پیشنهاد شد. ذره خدا درست نیم‌قرن بعد طی دو آزمایش که دو سال زمان برد، در برخورد دهنده ی هادرونی بزرگ سوئیس کشف شد. هیگز و انگلرت در سال 2013 به پاس نظریه‌ی چگونگی دستیابی ذرات به جرم برنده‌ی جایزه‌ی نوبل شدند.

• سال 2016 کشف امواج گرانشی و اثبات نظریه اینشتین!

در فوریه 2016، دانشمندان اعلام کردند که سپتامبر سال قبل با استفاده از رصد خانه موج گرانشی تداخل سنج 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 2015 یکی از نوسان‌های حاصل از برخورد دو سیاه چاله 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 2017 برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک شدند. در ژوئن2023، 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 2018 کشف اولین بازدیدکننده‌ی میان‌ستاره‌ای در منظومه شمسی!

پائیز2017، 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 2023 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.

• سال 2019 اولین تصویر سیاه‌چاله کلان‌جرم!

ستاره‌شناس‌ها در سال 2019 برای اولین بار از یک سیاه چاله عکس برداری کردند. تلسکوپ ایونت هورایزن تصویری از سیاه‌چاله‌ای غول‌آسا را در قلب کهکشان مسیه 87 ثبت کرد که در فاصله‌ی بیش از 50 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 سال2021 تصویری جدید از سیاه‌چاله یادشده را رونمایی کردند که نشان می‌داد میدان‌های مغناطیسی چگونه در نزدیکی سیاه‌چاله‌ها رفتار می‌کنند. در سال 2023 سیاه‌چاله با هوش مصنوعی بازسازی شد و به دوناتی نارنجی شکل در یک حلقه‌ی باریک شباهت پیدا کرد. ستاره‌شناس‌ها متوجه شدند این سیاه چاله در حال چرخش است. گرچه سرعت چرخشش معلوم نیست.

• سال 2020 دقیق‌ترین نقشه از راه شیری تهیه شد!

دقیق‌ترین نقشه‌ی کهکشان راه شیری به صورت سه‌بعدی، نزدیک به 1.8 میلیارد ستاره را با دقتی بی‌سابقه بر اساس داده‌های فضاپیمای گایا از آژانس فضایی اروپا ترسیم می‌کند. با اینکه رقم یادشده بسیار شگفت‌انگیز است، تنها ۱ درصد از کل ستاره‌های کهکشان را دربرمی‌گیرد. به باور ستاره‌شناس‌ها بررسی حرکت‌های این ستاره‌های رسم‌شده سرنخ‌هایی دیرینه را درباره‌ی ماهیت ماده تاریک نشان می‌دهد.

• سال 2024 کهکشان‌های کوتوله جهان آغازین را مملو از نور ساختند!

ستاره‌شناس‌ها تا مدت‌ها به این پرسش فکر می‌کردند که چگونه جهان از عصر تاریکی کیهانی سربرآورد، آن هم زمانی که در مهی چگال از گاز هیدروژن خنثی پنهان شده بود. در اوایل سال ۲۰۲۴، ستاره‌شناس‌ها با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) نشان دادند که کهکشان‌های کوتوله‌ای که در فاصله‌ی چندصد میلیون سال نوری آغازین جهان وجود داشتند اولین نورهای آغازین را شکل دادند. این کشف قابلیت‌های بی‌سابقه‌ی فروسرخ تلسکوپ جیمز وب را ثابت می‌کند که امکان جمع‌آوری نور از کم‌نورترین اجرام را می‌دهد.

• سال 2024 کهکشان‌های بدون ستاره و تهی به میدان دید وارد شدند!

ستاره‌شناس‌ها در ژانویه‌ی 2024 از کشف کهکشانی آغازین خبر دادند که چنان پراکنده است که هنوز هیچ ستاره‌ای ندارد. این کشف نظریه‌های پیشتاز درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها و حتی تعریف کهکشان را به چالش کشید. با این‌حال چگونه ممکن است یک کهکشان بدون ستاره باشد؟

در همان زمان، گروهی متفاوت از کشف یک کهکشان تقریبا خالی دیگر به نام Nube (کلمه‌ی اسپانیایی به معنی ابر) خبر داد که کهکشانی یکپارچه و منزوی در فاصله‌ی 300 میلیون سال نوری از زمین است؛ نزدیک‌ترین همسایه‌ی بزرگ این کهکشان حداقل 1.4 میلیون سال نوری با آن فاصله دارد. کهکشان‌های تاریک صدها برابر کم‌نورتر از راه شیری هستند که نور خود را از 100 میلیارد ستاره تأمین می‌کند. ستاره‌شناس‌ها همچنان حیرت زده‌اند که چگونه چنین کهکشان‌های بدون ستاره‌ای حاوی گازهای بکر شکل‌دهنده‌ی ستاره هستند.

• سال 2024 انرژی تاریک در حال تکامل

فیزیکدان‌ها تا مدت‌ها انرژی تاریک  یا نیروی اسرارآمیز عامل افزایش سرعت انبساط جهان را یک ثابت کیهانی می‌دانستند که در کل تاریخ جهان بدون تغییر باقی می‌ماند. با این‌حال در آوریل 2024، ستاره‌شناس‌هایی که بزرگ‌ترین نقشه‌ی سه‌بعدی جهان را ساخته بودند نشان دادند که انرژی تاریک به‌مرور زمان در حال تکامل است. این کشف می‌تواند اولین سرنخ درباره‌ی این پدیده‌ی اسرارآمیز در طی دو دهه‌ی گذشته باشد و در صورت تأیید با داده‌های آینده، به اندازه‌ی کشف افزایش سرعت انبساط جهان، انقلابی است.