با نگاه کردن به آسمان شب، شاید این پرسش مطرح شود که چند ستاره در جهان هستی وجود دارد. آیا می توانیم تعداد کل ستاره های کیهان را تخمین بزنیم؟
برای یک ستاره شناس آماتور تخمین یا شمردن تعداد ستارگان قابل مشاهده با چشم غیرمسلح تقریبا غیر ممکن است. با استفاده از تلسکوپ های بزرگتر، ستارگان بیشتری قابل مشاهده هستند اما باز هم شمارش را به یک فرآیند طولانی تبدیل می کند. بنابراین ستاره شناسان چگونه متوجه می شوند که چند ستاره در جهان هستی وجود دارد؟
جهان قابل مشاهده
حتی اگر تعریف را به جهان «مشاهده‌پذیر» محدود کنیم – چیزی که می‌توانیم ببینیم – تخمین تعداد ستارگان درون آن مستلزم دانستن وسعت کیهان است. در این جا به دو مشکل عمده بر می خوریم؛ انبساط جهان و فضا-زمان که می تواند منحنی باشد.
نور دورترین اجرام از ما، تقریباً ۱۳.۸ میلیارد سال نوری طول می کشد تا به زمین برسد. بنابراین شعاع کیهان قابل مشاهده باید ۱۳.۸ میلیارد سال نوری باشد. این یک راه منطقی برای تعریف فاصله است، اما هر چیزی می تواند به صورت نسبی تعریف شود. این مسئله یک پاسخ متفاوت ایجاد می کند که برخی منابع شعاع کیهان قابل مشاهده را ۴۸ میلیارد سال نوری تعریف می کنند.
به گفته مرکز اخترفیزیک هاروارد، هنگامی که ستاره‌ها در داخل یک کهکشان‌ها هستند، شمارش آنها آسان‌تر می شود زیرا در آنجا تمایل به خوشه‌بندی دارند. حتی برای شروع تخمین تعداد ستاره ها، باید تعداد کهکشان ها و میانگین آنها تخمین زده شود.
برخی تخمین ها جرم ستاره راه شیری را ۱۰۰ میلیارد “جرم خورشیدی” یا ۱۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید می دانند. با محاسبه میانگین انواع ستارگان در کهکشان ما، پاسخی در حدود ۱۰۰ میلیارد ستاره در کهکشان ایجاد می شود. تخمین های دیگر می گویند کهکشان راه شیری می تواند ۲۰۰ میلیارد ستاره یا بیشتر داشته باشد.
تعداد ستاره های جهان هستی
دیوید کورنریچ، استادیار کالج ایتاکا در ایالت نیویورک، گفت: “من پاسخ را ما نمی دانم زیرا ما نمی دانیم که آیا جهان بی نهایت بزرگ است یا خیر.” به نظر می‌رسد که جهان قابل مشاهده عمری در حدود ۱۳.۸ میلیارد سال دارد اما فراتر از آنچه می‌توانیم ببینیم، چه چیزی در انتظار ماست؟
به گفته آژانس فضایی اروپا (ESA) ساده‌ترین روش برای پاسخ به این سوال، تخمین تعداد ستاره‌های یک کهکشان و سپس ضرب آن در تعداد تخمینی کهکشان‌های جهان باشد. اما این روش نیز مشکل است، زیرا برخی از کهکشان‌ها در حالت مرئی می‌درخشند، برخی در نور فروسرخ و برخی هم در سایر طیف های نوری. همچنین موانع تخمینی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد.
در اکتبر ۲۰۱۶، تصاویر میدان اعماق تلسکوپ فضایی هابل نشان داد که حدود ۲ تریلیون کهکشان در جهان قابل مشاهده یا حدود ۱۰ برابر بیشتر از آنچه قبلاً پیشنهاد شده بود، وجود دارد. طبق تخمین ها در هر کهکشان به طور متوسط ۱۰۰ میلیون ستاره وجود دارد.
با این حال، تلسکوپ ها به احتمال فراوان نمی توانند تمام ستاره های یک کهکشان را مشاهده کنند. Sloan Digital Sky Survey (که تمام اجرام قابل مشاهده در یک سوم آسمان را فهرست می کند) در سال ۲۰۰۸ حدود ۴۸ میلیون ستاره پیدا کرد. این تقریباً نیمی از آن چیزی است که اخترشناسان انتظار داشتند ببینند.
ستاره ای مانند خورشید ما، ممکن است در چنین فهرستی ظاهر نشود. بنابراین بسیاری از ستاره شناسان تعداد ستارگان یک کهکشان را بر اساس جرم آن تخمین می زنند. این روش مشکلات خاص خود را دارد زیرا ماده تاریک و چرخش کهکشان باید قبل از تخمین زدن فیلتر شوند.
ماموریت هایی مانند گایا (کاوشگر فضایی آژانس فضایی اروپا که در سال ۲۰۱۳ پرتاب شد) می توانند پاسخ های بیشتری را ارائه دهند. هدف گایا ترسیم دقیق حدود ۱ میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری است.
گایا بر اساس مأموریت قبلی هیپارچوس ساخته شده است که ۱۰۰۰۰۰ ستاره به صورت دقیق و ۱ میلیون ستاره را با دقت کمتری ترسیم کرد. به گفته آژانس فضایی اروپا، داده های این ماموریت قرار است در ژوئن ۲۰۲۲ منتشر شود.
گایا هر یک از ۱ میلیارد ستاره هدف خود را ۷۰ بار در طول یک دوره پنج ساله رصد خواهد کرد و دقیقاً موقعیت‌ها، فواصل، حرکات و تغییرات درخشندگی آنها را ترسیم می‌کند. این اندازه‌گیری‌ها روی هم رفته تصویر بی‌سابقه‌ای از ساختار و تکامل کهکشان ما می‌سازد. به لطف مأموریت‌هایی مانند این، ما یک قدم به ارائه یک تخمین مطمئن‌تر برای این که بدانیم چند ستاره در جهان هستی وجود دارد، نزدیکتر خواهیم شد.
