با عرض خوش آمد گویی و با تشکر از حسن انتخاب شما بخاطر مطالعه این وبلاگ لطفا در صورتی که مطالب ما را مورد توجه شما قرار گرفت برای دریافت روزانه مطالب علمی دو پیج پایین صفحه و پیج های سمت راست صفحه را لایک بفرمایید لطفا انتقادات و پیشنهادات خود را نیز در صورت تمایل از طریق صفحات فیسبوک ما یا قسمت نظرات منعکس نمایید.

۱۳۹۳ شهریور ۱۲, چهارشنبه

اولین مشاهده از شکل گیری هسته کهکشان ها انجام گرفت

ترجمه رامین فخاری
منبع : spacetelescope.org
ستاره شناسان برای اولین بار اولین مراحل شکل گیری یک کهکشان پرجرم در جوانی جهان را کشف کردند.کشف با ترکیب مشاهدات تلسکوپ ناسا و تلسکوپ اسپتزر تلسکوپ هرش و تلسکوپ کبک هاوایی امکان پذیر شده است.هسته در حال رشد کهکشان با نوری معادل تولد میلیون ها ستاره با یک نرخ بسیار بالا در حال شکل گیری است.
کهکشان های بیضوی بزرگ بزرگ هستند و مقدار کمی از اجتماع ستاره های قدیمی تر و گازها را دارند و یکی از اصلی ترین نوع کهکشان ها همراه با کهکشان های مارپیچی و خویشاوندان عدسی شکل هستند.تئوری های شکل گیری کهکشان ها پیشنهاد می دهد که کهکشان های غول پیکر عدسی شکل از داخل به بیرون با یک هسته بزرگ که اولین مرحله شکل گیری است تشکیل شوند.
در هر حال شواهد این ساخت و ساز اولیه توسط دانشمندان تا کنون به فراموشی سپرده شده بود.
ستاره شناسان در حال حاضر یک هسته کهکشانی فشرده بنام GOODS-N-774, و با نام مستعار Sparky  را کشف کردندکه به نظر می رسید که یازده میلیارد سال داشته باشد و تنها سه میلیارد سال بعد از انفجار بزرگ تشکیل شده باشد.
فرآیند شکل گیری هسته یک پدیده منحصر به فرد در جهان اولیه است.دانشمندان کهکشان هایی را که به این صورت شکل بگیرد ندیده بودند.چیزی در باره جهان در آن زمان می توانسته کهکشان ها را شکل دهد که حالا نمی تواند.ما گمان می کنیم که جهان ممکن است توسط اشیا متراکم تر ایجاد شده باشد زیرا جهان فورا بعد از انفجار بزرگ بطور کلی متراکم تر شد.هم اکنون تراکم کمتری دارد بنا بر این هم اکنون نمی تواند آن کار را انجام دهد.
در حالی که تنها کسری از اندازه راه شیری را داشت کهکشان نوزاد جوان در حال حاضر دو برابر جم کل کهکشان ما و اندازه ای معادل آن را دارد.تصور می شود که کهکشان نوپا به رشد ادامه خواهد داد تا به یک کهکشان بیضوی بزرگ تبدیل شود.ستاره شناسان فکر می کنند که این کهکشان به سختی قابل مشاهده است و چشم انداز بسیار بزرگتری از اشیا مشابه که بسیار کم نور هستند و به وسیله گرد و غبار به شکل پوشیده شده اندودرست مانند خورشید که ممکن است در پشت دود یک آتش سوزی جنگل به شکل یک غول کم نور به نظر برسد.
در کنار تعین اندازه کهکشان با تصاویر هابل تیمی که آرشیو تصاویر مادون قرمز اسپیتزر و هرشل را برسی می کردند دریافتند که این کهکشان در سال 300 ستاره را تولید می کند و در مقایسه با راه شیری این مقدار بسیار سی برابر کمتر است و نرخ ستاره سازی در این کهکشان واقعا شدید است.این نیروگاه کوچک ستاره هایی معادل دو برابر راه شیری را دارد که همه آنها در منطقه ای به اندازه تنها 6000 سال نوری قرار گرفته اند در حالی که اندازه راه شیری 100 هزار سال نوری است.
دانشمندان معتقد هستند که این شکل گیری دیوانه وار ستارگان اتفاق می افتد زیرا مرکز کهکشان از یک چاه گرانشی ماده تاریک تشکیل شده است.فرم نامرئی ماده باعث می شود تا کهکشان ها در جهان اولیه شکل گرفته باشند.یک سیل گاز به داخل کهکشان های فشرده به خوبی جریان می یابد و جرگه امواج باعث تولید ستارگان می شود.
آنجا یک محیط بسیار شدید است مثل یک دیگ قرن وسطی که ستاره ها در داخل آن کوبیده می شوند.آنجا مقدار زیادی تلاطم وجود دارد و اگر آن در اینجا بود آسمان شب با ستاره های جوان روشن خواهد شد و آنجا مقدار زیادی گاز و گرد و غبار ناشی از انفجار ستاره ها باقی خواهد ماند مشاهده آنچه اتفاق می افتد بسیار جذاب خواهد بود.
مقدار خالص گرد و غبار با نواحی شدید شکل گیری ستاره ها می تواند توضیح دهد که چرا تا کنون به دست ستاره شناسان به فراموشی سپرده شده اند.انفجارهای ستاره ای که گرد و غبار رها ایجاد می کنند و به وسیله هسته ساخته می شوند می توانند نور ستاره ای را مسدود کنند و تنها امکان مشاهده با مادون رمز وجود دارد.
این کهکشان به نظر می رسد که بیشتر از یک میلیارد سال شاهد شکل گیری شدید ستاره ها بوده است.دانشمندان دوره خیلی اولیه زندگی آن را مشخص کردند بعد از مدت زمانی هسته شکل گیری ستاره ها را متوقف کرده است و کهکشان های کوچک ترکیب شئمئ در ده میلیارد سال آینده کهکشان به سمت بیرون بزرگتر شد.

۱۳۹۳ شهریور ۸, شنبه

زمانی که جهان کمتر از یک میکروثانیه عمر داشت!دانشمندان تولد جهان را شبیه سازی کردند.

ترجمه رامین فخاری
منبع : dailygalaxy.com
زمانی که جهان کمتر از میکرو ثانیه داشت دمایی بیشتر از یک تیریلیون درجه داشت.جهان از یک پلاسمای کوارکی و گلوئونها به فاز کوارک تبدیل شد که همچنین بعناون پروتون ها و نترون ها شناخته می شوند.قطعات بنیادی جهان از ماده معمولی تشکیل دهنده بیشتر جهان قابل مشاهده ساخته شده است.
با استفاده از محاسبات اصلی مطرح شده از هفت سال قبل تا به حال توسط یک کامپیوتر پتافلاپس پردازش شده است.محققان لارنس لیورمور شرایط شبیه به تولد کائنات را تخمین زدند.تئوری کرومودینامیک کوانتومی بر واکنش های بین نیروی قوی هسته ای حکمرانی می کند و پیش بینی می کند که باید در چنین شرایطی اتفاق بیفتد.
بر اساس یک مقاله که در 18 آگوست منتشر شده است دانشمندان این دانشگاه خواص فاز گذار QCD را با استفاده از LLNL's آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور یک ماشن پتافلاپسی محاسبه می کنند.این کار با همکاری آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، موسسه تئوری هسته ای، دانشگاه کلمبیا، مرکزی چین طبیعی دانشگاه، آزمایشگاه ملی بروکهاون و دانشگاه بیلفلد در آلمان صورت گرفته است.
اولین باری که این محاسبه در مسیر نگه داری شده تقارن بنیادی QCD ها پردازش شده است.در که در هر کوارک دست و چپی و راستی می تواند در انجام معادلات بدون تغیر مورد استفاده قرار گیرداین تقارن مهم به راحتی قابل شرح است ولی از لحاظ محاسباتی برای پیاده سازی بسیار چالش برنگیز است.
اما با اختراع کامپیوتر های پتافلاپسی دانشمندان قادر به محاسبه خواص و با یک تئوری مورد نظر است که سالها قبل زمانی که کامپیوتر های با مقیاس پتافلاپس اختراع نشده بودند باشیم.
این تحقیق دارای پیامد هایی برای درک ما از تحول کیهانی در طول اولین میکروثانیه بعد از انفجار بزرگ زمانی که جهان گسترش یافت و به زیر ده تریلیون درجه کاهش دما یافت.
تحت این کاهش درجه گلوئونها و کوارک ها محدود شدند و تنها در محدوده هاردونی مانند شبیه نترون و پروتون ها وجود داشتند.بالاتر از این دما سبب می شد که کوارکها و گلوئونها بجای تشکیل از پلاسما که بطور بسیار قوی در اطراف فاز گذار جفت شدند و با افزاش دما ضعیف تر و ضعیف تر جفت می شدند.
در نتیجه یک اعتبار سنجی مهم از درک ما از قوی ترین واکنش در بالاترین دماها فراهم می شود.و در تفسیر خودمان از اطلاعات جمعاوری شده از نسبت های یونی سنگین یونی برخورد دهنده های هاردرونی به ما کمک می کند.
این تیم از دانشمندان مقاله ای نوشتند که اگر کامپیوتر قوی وجود داشته باشد می توان فاز انتقال QCD را محاسبه کرد که این مقاله در علوم و مهندسی سال 2007 منتشر شده بود با اختراع کامپیوتر های پتا فالسی تا چند ماه برای تکمیل ان زمان نیازمند است اما به تخمین های سال 2007 بسیار نزدیک تر است.

۱۳۹۳ شهریور ۴, سه‌شنبه

فضای بین ستاره ای یک آزمایشگاه کوانتمی عجیب و غریب است و واکنش هایی در آنجا اتفاق می افتد که نباید وجود داشته باشد.

منبع : DailyGalaxy.com
ترجمه رامین فخاری
آنجا واکنش های شیمیایی بین ستاره ای در فضای بین ستاره ای اتفاق می افتد که دانشمندان آن را نسنجیده بودند.در سال 2012 ستاره شناسان مولکول های متوکسی شامل کربن اکسیژن و هیدروژن را در ابر مولکولی پرسئوس در حدود 600 سال نوری از زمین کشف کردند ولی دانشمندان قادر به ساختن این مولکول در آزمایشگاه با اجازه واکنش دهنده های متراکم در دانه های گرد و غبار نبودند و نحوه تشکیل آنها بصورت راز مانده بود.
پاسخ های یافت شده در کوانتم عجیب و غریب بود آنها می توانند مولکول هایی در فضا ایجاد کنند که در شیمی کلاسیک وجود ندارد.بطور خلاصه فضای بین ستاره ای یک آزمایشگاه شیمی کوانتمی است.که میزبانی برای ایجاد مولکول های ارگانیک کشف شده در فضا است.
بخاطر دمای کم با بادهای مولکولی بین ستاره ای واکنش ها واکنش ها می توانند بعنوان مهمترین مانعی که سرعت بسیاری از واکنش های شیمیایی را کم می کنند فعال شوند.دمای کم می تواند انرژی مورد نیاز مولکول های شناور را برای شکستن پیونشان کمتر کند.اما تعدادی از واکنش ها می تواند در چسبندگی مولکلی مختلفی در سطح گرد و غبار کیهانی اتفاق بیفتند.این زمان کافی برای بدست آوردن انرژی مورد نیاز واکنش ها را می دهد.یک قانون استانداد می گوید که زمانی که شما در درجه حرارت پایین هستید سرعت واکنش ها باید کمتر باشد.
اما متوکسی می تواند با ترکیب هیدرون کسیل های رادیکال و گاز متانل ایجاد شود.هر دو در فضا فرآیندی را بنام تونل کوانتمی ایجاد می کنند که می تواند انرژی هیدروکسیل را بجای مسدود کردن آن از طریق گذر از آن فراهم کند.تیم دانشگاهی شرحی را برای در سد انسداد یافتند.میزان ضریب واکنش بین هیدروکسیل رادیکال(OH) و متان یکی از محتمل ترین مولولک های ارگانیک در فضا است که از دو واحد از 63 K  بزرگتر است و قبلا در ~200 K دماهای پایین فضا اندازه گیری می شد.مولکول ها با کم کردن سرعت احتمال تونل زنی را افزایش می دهند.در دماهای معمولی هر یک از آنها با هم برخورد می کنند اما در دماهای پایین به اندازه کافی به همدیگر می چسبند.
همچنین تیم شکل گیری رادیکل های مولکول متوکسی را که از هیدروژن به هم متصل چسبیده که به حد کافی در تونل مکانیکی کوانتمی مانده بود مشاهده کردند.آنها محاسبه کردند که این تول زنی مکانیکی برای اکسیداسیون مولکول های ارگانیک با OH در دمای کم محیط بین ستاره ای رایج است.این واکنش ها پنجاه برابر سریع تر از طریق تونل کوانتمی نسبت به دمای عادی اتاق به وسیله فاوق آمدن بر مانع راه را می دهد.فضای خالی سرد تر از 63 درجه کلیون است اما ابر های گرد و غبار در نزدیکی ستاره ها می توانند در این دما غنی بشوند.
دانشمندان مشاهده کردند نوعی از واکنش های شیمی ارگانیک که فرض نمی کردند رخ نمی دهد آنجا اتفاق افتاده است.تصویر ابر مولکولی تحت طول موج های مایکروویو را که به وسیله تلسکوپ سفینه پلانگ گرفته شده و حرکت الکترون ها از طیق منظومه شمسی را نشاند می دهد و گرد و غبار با نور ستاره گیری شکل گیری ستاره ها داغ می شود.این اجزا بین ستاره ای متوسط از طریق چندین لنز مختلف مطالعه شده اند.الکترون هایی که بعناون انتشار بنیادی در موج های رادیویی شناخته می شوند در حالی که ذرات گرد و غبار بنیادی در مادون قرمز شناخته می شوند.
در 1990 ساطع شدن هایی مشاهده شد که قبلا شرح داده نشده بود و بعنوان تابلو های انتشار ماکرویو شناخته شده.چندین نظریه در باره منشا انتشار مطرح شد و حالا طول موج پوشش داده شده توسط ابزار فرکانس پایی پلانگ یک مشاهده ایده آل برای توصیف آن است.
یکی از مشکلات پلانک ترکیب دو ابزار برای پوشش طول موج بسیار گسترده تر بوده است که به جداسازی ساطع شدن های بی شباهت برای فهم بهتر اجزا کمک می کرد اجازه می داد.
دانشمندان مطمئن هستند که گازهای خارج شده از میاس نانو توسط ذرات گرد و غبار احاطه شده که چرخشی معادل ده هزار میلیون بار در ثانیه را دارند.این دانه ها از ده تا 50 اتم تشکیل شده اند و با برخورد اتم ها به فوتون ها می چرخند و اشعه ای در فرکانس های بین 10 تا 60 گیگاهرتز را منتشر می کنند.
این منطقه که در صورت فلکس برساوش نشان داده شده است یکی از دو منطقه ای است که در کهکشان با ما جزئیاتش مورد مطالعه قرار گرفته و مدیون حساسیت بالای پلانگ برای پوشش بی سابقه طیفی است که امکان تشخیص انتشار غیر عادی برخواسته از دو شی را در جزئیات بسیار بزرگ مشخص کرده که جایگزین بسیاری از نظریه های قدمی است و حدقلا سهم قابل توجهی را در AME مقیاس ذرات نانو در حال چرخش را دارا می باشد.
تصویر بالا ابر گازی گرد و غبار و گاز شناور در مرز جنوبی صورت فلکی براوش را نشان می دهد.مجموعه مواد قابل مشاهده در آسمان با ستاره های مایل به آبی در سمت چپ صورت فلکی هستند اما بصورت قابل ملاحضه ای به رنگ قرمز نمایش داده شده است.NGC 1499 بعنوان سحابی کالیفورنیا نیز شناخته شده است و مشخصه آن تب و تب هیدوژن اتمی توسط ماورا بنفش از ستاره های روشن آبی مستقیم پرسئوس است.
دورتر یک خوشه ستاره ای جوان بنام  IC 348  و سهابی شبح مانند همسایه اش را در مرکز تصویر نشان می دهد که با گاز و گرد و غباری که بر ملوکولی را احاطه کرده ارتباط مستقیم دارد.یکی دیگر از نواحی فعال شکل گیری ستاره ها  NGC 1333 است که در نزدیکی ابر گرد و غبار کمرمگ نهفته شده است و در سراسر صحنه در چند صد سال نوری بالا صفحه کیهانی نور کهکشان راه شیری را منعکس می کند.