يكتشف علماء الفلك أول هيدروجين

الهيدروجين - الذيالعدد الذريهو 1 - هو أبسط عنصر وأخف عنصر وأوفره في الكون. بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، يُعتقد أن كوننا مكون في الغالب من الهيدروجين ، مع القليل من الهيليوم وليس الكثير. ليس من المستغرب أن معظم النجوم تتكون في الغالب من الهيدروجين. لذا فإن الهيدروجين عنصر أساسي في كوننا وفي نظريات علماء الفلك. لهذا السبب من المهم لعلماء الفلك أنهم اكتشفوا الآن بشكل مباشر إشارات خافتة لغاز الهيدروجين - عبر هوائي راديو بحجم الطاولة في منطقة نائية في غرب أستراليا - في الكون حيث كان موجودًا بعد 100 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.

نُشرت الدراسة التي تحدد هذا الاكتشاف في 28 فبراير 2018 في المجلة التي راجعها النظراءطبيعة سجية.

قال علماء الفلك إنه أقرب دليل على وجود الهيدروجين حتى الآن.

قالوا إنهم وجدوا هذا الهيدروجين في حالة لم تكن ممكنة إلا في وجود النجوم الأولى. وأوضح بيانهم:

هذه النجوم ، التي تومض لأول مرة في كون كان خاليًا من الضوء في السابق ، تبعث أشعة فوق بنفسجية تتفاعل مع غاز الهيدروجين المحيط بها. نتيجة لذلك ، بدأت ذرات الهيدروجين عبر الكون في امتصاص إشعاع الخلفية - وهو تغيير محوري تمكن العلماء من اكتشافه في شكل موجات الراديو.

تقدم النتائج دليلاً على أن النجوم الأولى ربما بدأت في الظهور بعد حوالي 180 مليون سنة من الانفجار العظيم.



آلان روجرزفي مرصد Haystack التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا هو مؤلف مشارك في الدراسة الجديدة. هو قال:

هذه هي أول إشارة حقيقية إلى أن النجوم بدأت في التكون ، وبدأت في التأثير على الوسط [بين النجوم] من حولها. ما يحدث في هذه الفترة هو أن بعض الإشعاع الصادر عن النجوم الأولى بدأ يسمح برؤية الهيدروجين. يتسبب في بدء امتصاص الهيدروجين لإشعاع الخلفية ، لذلك تبدأ في رؤيته في صورة ظلية ، عند ترددات راديو معينة.

جزء أساسي من هذه الدراسة للعلماء هو ما تكشفه عن الكون المبكر. وفقًا لبيان هؤلاء الفلكيين:

تشير بعض الخصائص في الموجات الراديوية المكتشفة أيضًا إلى أن غاز الهيدروجين ، والكون ككل ، يجب أن يكونا أكثر برودة بمرتين مما قدر العلماء سابقًا ، مع درجة حرارة حوالي 3 كلفن ، أو -454 درجة فهرنهايت. لا يعرف روجرز وزملاؤه على وجه التحديد سبب كون الكون المبكر أكثر برودة ، لكن بعض الباحثين اقترحوا أن التفاعلات مع المادة المظلمة ربما لعبت دورًا ما.

كولين لونسديل، مدير مرصد Haystack ، علق:

تتطلب هذه النتائج بعض التغييرات في فهمنا الحالي للتطور المبكر للكون. سيؤثر ذلك على النماذج الكونية ويتطلب من المنظرين إعادة وضع حدود تفكيرهم لمعرفة كيف سيحدث ذلك.

اكتشف العلماء غاز الهيدروجين البدائي باستخدام EDGES (تجربة لاكتشاف توقيع EoR العالمي) ، وهو هوائي راديو أرضي صغير يقع في غرب أستراليا. يستخدم روجرز وزملاؤه EDGES لمحاولة اكتشاف الهيدروجين الذي كان موجودًا خلال التطور المبكر للكون ، من أجل تحديد وقت تشغيل النجوم الأولى.

يقول الباحثون إن هذا الاكتشاف الجديد يرفع الستار عن مرحلة كانت غامضة سابقًا في تطور الكون. قال لونسديل:

هذا مثير لأنه أول نظرة على فترة مهمة بشكل خاص في الكون ، عندما بدأت النجوم والمجرات الأولى في التكون. هذه هي المرة الأولى التي يمتلك فيها أي شخص أي بيانات رصد مباشرة من تلك الحقبة.

مفهوم الفنان للكون المبكر منعالم الفيزياء.

خلاصة القول: قام علماء الفلك بأول اكتشاف حتى الآن للهيدروجين في كوننا ، منذ 180 مليون سنة فقط بعد الانفجار العظيم.