اغلب اتم‌های بدن ما مدت‌ها پیش از تولدمان به سفر میان‌کهکشانی رفته بودند

بخش عمده اتم‌های تشکیل‌دهنده ما و منظومه شمسی احتمالا بیشتر عمرشان را درحال پرواز در محیط فراتر از راه شیری بودند و درنهایت به کهکشان ما بازگشتند.

مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که بیشتر اتم‌های بدن ما پیش از آنکه به راه شیری بازگردند و در تشکیل منظومه شمسی مشارکت کنند، احتمالا به مدت میلیون‌ها سال روی یک «تسمه نقاله کیهانی» درحال چرخش در محیط اطراف کهکشان بوده‌اند.

بیشتر عنصرهای موجود در جهان به جز هیدروژن و هلیوم (و چند استثنای عجیب دیگر) توسط ستاره‌ها یا از طریق همجوشی هسته‌ای در اعماق هسته‌شان یا در طی انفجارهای ستاره‌ای غول‌پیکر معروف به ابرنواختر ساخته شده‌اند. این انفجارها همچنین مواد تازه ساخته‌شده در فضای میان‌ستاره‌ای را پراکنده می‌کنند. مواد سپس ابرهای غول‌پیکری را تشکیل می‌دهند که در نهایت به ستاره‌های جدید احاطه‌شده با اجرام دیگر مثل سیاره‌ها، قمرها، سیارک‌ها دنباله‌دارها و در مورد زمین انسان‌ها، تبدیل می‌شوند.

به مدت چند دهه، دانشمندان تصور می‌کردند که مواد دفع‌شده از ستارگان در حال انفجار، قبل از آنکه به منظومه‌های ستاره‌ای جدید تبدیل شوند به آرامی در فضای میان‌ستاره‌ای حرکت می‌کنند. بااین‌حال در سال ۲۰۱۱، دانشمندان کشف کردند که برخی از اتم‌ها از جمله اکسیژن، آهن و سایر عنصرهای سنگین‌تر ممکن است توسط ابرنواخترها از کهکشان میزبان خود بیرون رانده شوند و در جریان‌های کیهانی غول‌پیکر معروف به محیط‌ اطراف کهکشانی گرفتار شوند. این اتم‌ها در نهایت به کهکشان اصلی خود از جمله راه شیری بازمی‌گردند و به مواد جدید تبدیل می‌شوند.

به‌گزارش لایوساینس، پژوهشگرهایی که مشغول بررسی محیط دور ستارگان در اطراف کهکشان‌های دوردست بودند، برای اولین بار نشان دادند که اتم‌های کربن هم می‌توانند از طریق جریان‌های کیهانی بازیافت شوند. دانشمندان قبلا این اتفاق را بعید می‌دانستند و معتقد بودند که اتم‌های کربن برای بیرون رانده‌شدن از کهکشان بسیار سبک هستند. این گروه همچنین نشان داد که کربن یکی از فراوان‌ترین عنصرها در ساختارهای فراکهکشانی است.

گمان می‌رود که تمام کهکشان‌های ستاره‌ساز دارای محیط‌ها اطراف کهکشانی هستند که به خوبی تا فضای میان‌ستاره‌ای گسترش می‌یابد. جسیکا ورک، اخترفیزیکدان دانشگاه واشنگتن و یکی از نویسندگان پژوهش در بیانیه‌ای گفت: «این بدان معناست که همان کربن موجود در بدن ما به احتمال زیاد زمان قابل توجهی را در خارج کهکشان سپری کرده است.»

با توجه به اینکه سایر اتم‌های فراوان در بدن انسان مانند اکسیژن و آهن نیز در محیط اطراف ستاره‌ای حرکت می‌کنند، این احتمال وجود دارد که بخش زیادی از اتم‌های موجود در بدن اکثر افراد، زمانی را خارج از راه شیری سپری کرده باشند.

پژوهشگرها با استفاده از داده‌های «طیف‌نگار خاستگاه کیهانی» تلسکوپ هابل به کشف جدید رسیدند. این طیف‌نگار نشان می‌دهد که چگونه نور اختروش‌های دوردست (اجرام درخشان که با سیاه‌چاله‌های فعال تقویت می‌شوند) با عبور از فضاهای اطراف ستاره‌ای کهکشان‌های ستاره‌ساز مختلف تحت تأثیر قرار می‌گیرند. این یافته همچنین نشان می‌دهد که در برخی موارد، می‌توان کربن را تا ۴۰۰ هزار سال نوری در خارج از کهکشان میزبان، یعنی فاصله‌ای تقریبا چهار برابر وسیع‌تر از کهکشان راه شیری، پیدا کرد.

بازیافت مواد ستاره‌ای

محیط اطراف ستاره‌ای مفهومی نسبتا جدید در اخترفیزیک به شمار می‌رود و پژوهش جدید هم تأیید می‌کند که این مفهوم نقشی حیاتی در نحوه‌ی بازیافت مواد ستاره‌‌ای توسط کهکشان‌ها دارد. سامانتا گارزا، یکی از نویسندگان پژوهش و دانشجوی دکترای دانشگاه واشنگتن گفت:

محیط اطراف کهکشانی را به عنوان یک ایستگاه قطار غول‌پیکر درنظر بگیرید. دائما مواد را به بیرون و داخل می‌کشد.

درک این مسئله که کدام عنصرها می‌توانند توسط محیط اطراف ستاره بازیافت شوند بسیار مهم است؛ زیرا به پژوهشگرها کمک می‌کند تا چگونگی توزیع و بازسازی ماده در جهان را بررسی کنند. جریان‌های کیهانی همچنین به احتمال زیاد کهکشان‌ها را قادر می‌سازند تا به طور پیوسته ستاره‌های جدیدی را تشکیل دهند و نقشی کلیدی در تکامل کهکشانی دارند. گارزا می‌گوید:

اگر بتوانید چرخه را ادامه دهید و پیوسته مواد را به بیرون رانده و دوباره به داخل بکشید، از نظر تئوری سوخت کافی برای تشکیل ستاره را دارید؛ بنابراین یادگیری درباره‌ی چگونگی کاهش سرعت و فروکش‌ کردن این جریان‌ها، ابزاری کلیدی برای درک چگونگی مرگ کهکشان‌ها خواهد بود.