شما از کربنی ساخته شده‌اید که زمانی در هاله‌ای خارج از کهکشان ما سرگردان بود
در دهه ۱۹۵۰، دانشمندان اولین شواهد محیط فراکهکشانی (CGM) را کشف کردند، که یک ابر بزرگ از گاز است که یک کهکشان را احاطه کرده و بسیار بالاتر از ستارگان و سیاره‌های آن گسترش می‌یابد. شبیه به یک هالهٔ بزرگ و نامرئی از گاز است که می‌تواند به صدها هزار سال نوری برسد.
در سال ۲۰۱۱، یافته‌های تلسکوپ هابل به دانشمندان اجازه داد تا وجود CGM را تأیید کنند. این یافته‌ها همچنین نشان دادند که CGM اساساً مانند نوار نقاله‌ای عمل می‌کند که یک کهکشان از آن مواد برای تشکیل ستارگان و سیارات می‌گیرد.
حالا برای اولین بار، یک مطالعه جدید تأیید می‌کند که CGM فقط حاوی «گازهای داغ با غنای اکسیژن» نیست بلکه کربن، که یک ماده سرد است، نیز در آن جای دارد.
«ما اکنون می‌توانیم تأیید کنیم که محیط فراکهکشانی مانند یک مخزن بزرگ برای کربن و اکسیژن عمل می‌کند. و حداقل در کهکشان‌های ستاره‌ساز، ما پیشنهاد می‌دهیم که این مواد سپس به کهکشان بازمی‌گردند تا فرآیند بازیافت را ادامه دهند،» سامانتا گارزا، نویسنده اول مطالعه و دانشجوی دکتری دانشگاه واشنگتن گفت.
مطالعه نور از کوازارها
نور از منابع مختلف از CGM عبور می‌کند و عناصر مختلف در هاله نور را در فرکانس‌های مختلف جذب می‌کنند. دانشمندان از این تعامل برای اندازه‌گیری جرم CGM و ترکیب شیمیایی آن استفاده می‌کنند.
نویسندگان این مطالعه از ابزار طیف‌نگار ریشه‌های کیهانی (COS)، وسیله‌ای در تلسکوپ فضایی هابل، برای مطالعه نور از اجسام دوردست در جهان کمک گرفتند.
آنها از COS برای مشاهده و بررسی تعامل CGM با نور آمده از نه کوازار استفاده کردند. این CGM خاص ۱۱ کهکشان ستاره‌ساز را احاطه کرده است.
کوازارها اشیا فراسخت درخشان در جهان هستند. آنها درخشان‌ترین اجسام در یک کهکشان هستند که تمام ستارگان را تحت‌الشعاع قرار می‌دهند. هنگامی که نور از یک کوازار به CGM می‌رسد، توسط عناصر مختلف تشکیل دهنده هاله جذب می‌شود.
«اندازه‌گیری‌های هابل نشان داد که برخی از نور کوازارها توسط یک مؤلفه خاص در محیط فراکهکشانی جذب می‌شود: کربن، و مقدار زیادی از آن،» نویسندگان مطالعه گفتند.
به علاوه، برخی از اندازه‌گیری‌ها حضور کربن را نشان دادند که تقریباً به ۴۰۰,۰۰۰ سال نوری—یا چهار برابر قطر کهکشان خودمان—به فضای بین کهکشانی گسترش می‌یابد.
این به معنای این است که کربنی که اکنون در بدن‌های ما است، زمانی بخشی از CGM بوده و خارج از راه شیری سرگردان بود.
چه چیزی در CGM پیش رو است؟
مشابه هر کهکشان زنده و فعالی، کهکشان ما، راه شیری، هنوز در حال ساخت ستارگان جدید است و بنابراین به یک منبع مداوم از مواد نیاز دارد. CGM اطراف راه شیری آن را با اتم‌ها، گرد و غبار و گازهای مورد نیاز تأمین می‌کند.
این مواد در داخل CGM گردش می‌کنند و به نیازهای اجرام تازه‌اشکال گرفته در کهکشان، جذب یا دفع می‌شوند. سپس جاذبه این مواد را به شکل ستارگان، سیارات، سیارک‌ها، ماهواره‌ها و غیره تشکیل می‌دهد.
«فکر کنید که محیط فراکهکشانی مانند یک ایستگاه قطار غول‌پیکر است: آن دائماً ماده را خارج می‌کند و آن را به صورت معکوس می‌کشد،» گارزا گفت.
مثلاً، «عناصر سنگینی که توسط ستارگان ساخته می‌شوند با مرگ سوپرنواهای انفجاری آنها از کهکشان میزبانشان به داخل محیط فراکهکشانی دفع می‌شوند، جایی که در نهایت می‌توانند به داخل بازگشته و چرخه تشکیل ستارگان و سیارات را ادامه دهند،» گارزا افزود.
نویسندگان مطالعه به کربن محدود نمی‌شوند. آنها همچنین قصد دارند ترکیب دیگر عناصر در CGM را اندازه‌گیری کنند.
آنها معتقدند که درک کامل از مواد تشکیل‌دهنده هاله می‌تواند بینش‌های ارزشمندی را درباره چگونگی شکل‌گیری یک کهکشان و چه رویدادهای کیهانی ممکن است در آینده تجربه کند، فاش کند.
مطالعه در نامه‌های روزنامه فیزیک نجومی منتشر شده است.
