يقيس علماء الفلك المجرات الأبعد

EGSY8p7 هي أبعد مجرة ​​مؤكدة تم الحصول عليها من خلال مرصد W. يُظهر الرسم التوضيحي التقدم الملحوظ الذي تم إحرازه في السنوات الأخيرة في سبر التاريخ الكوني المبكر. مثل هذه الدراسات مهمة في فهم كيفية تطور الكون من فترة مبكرة من الظلام إلى أخرى عندما بدأت المجرات في التألق. قد يشير انبعاث الهيدروجين من EGSY8p7 إلى أنه أول مثال معروف لجيل مبكر من المجرات الشابة التي تنبعث منها إشعاعات قوية بشكل غير عادي. رصيد الصورة: Adi Zitrin ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

EGSY8p7 هي أبعد مجرة ​​مؤكدة تم الحصول عليها من خلال مرصد W. يُظهر الرسم التوضيحي التقدم الملحوظ الذي تم إحرازه في السنوات الأخيرة في سبر التاريخ الكوني المبكر. مثل هذه الدراسات مهمة في فهم كيفية تطور الكون من فترة مبكرة من الظلام إلى أخرى عندما بدأت المجرات في التألق. قد يشير انبعاث الهيدروجين من EGSY8p7 إلى أنه أول مثال معروف لجيل مبكر من المجرات الشابة التي تنبعث منها إشعاعات قوية بشكل غير عادي.عرض أكبر. |ائتمان الصورة: Adi Zitrin ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

قام فريق من علماء الفيزياء الفلكية بقياس أبعد مجرة ​​تم تسجيلها على الإطلاق - وهي مجرة ​​تسمى EGSY8p7 - والتقط انبعاث الهيدروجين الخاص بها كما رأينا عندما كان عمر الكون أقل من 600 مليون سنة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الطريقة التي تم بها الكشف عن المجرة تعطي فكرة مهمة عن كيفية إضاءة النجوم الأولى في الكون بعد الانفجار العظيم.

باستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء القوي على تلسكوب دبليو إم كيك في هاواي ، قام الفريق بتأريخ المجرة من خلال اكتشافهاخط انبعاث ليمان ألفا- بصمة لغاز الهيدروجين الساخن المسخن بانبعاث قوي للأشعة فوق البنفسجية من النجوم المولودة حديثًا.

على الرغم من أن هذا يعد توقيعًا متكررًا في المجرات القريبة من الأرض ، إلا أن اكتشاف انبعاث لايمان-ألفا على مثل هذه المسافة الكبيرة أمر غير متوقع حيث يتم امتصاصه بسهولة من قبل العديد من ذرات الهيدروجين التي يُعتقد أنها تنتشر في الفضاء بين المجرات في فجر الكون .

تعطي النتيجة رؤية جديدة لما يسمىإعادة التأين الكوني، وهي العملية التي يتم من خلالها تقسيم سحب الهيدروجين المظلمة إلى البروتونات والإلكترونات المكونة لها بواسطة الجيل الأول من المجرات.

عالم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) ، Adi Zitrin ، المؤلف الرئيسي للورقة ، التي سيتم نشرها فيرسائل مجلة الفيزياء الفلكية. قال زيترين:



كثيرًا ما نرى خط انبعاث ليمان ألفا للهيدروجين في الأجسام القريبة لأنه أحد أكثر أدوات التتبع الموثوقة لتشكيل النجوم. ومع ذلك ، عندما نتوغل بشكل أعمق في الكون ، وبالتالي نعود إلى الأزمنة السابقة ، فإن المسافة بين المجرات تحتوي على عدد متزايد من سحب الهيدروجين المظلمة التي تمتص هذه الإشارة.

وجد العمل الأخير أن جزء المجرات الذي يظهر أن هذا الخط البارز يتراجع بشكل ملحوظ بعد أن كان عمر الكون حوالي مليار سنة ، وهو ما يعادل انزياحًا أحمرًا يبلغ حوالي 6.

الانزياح الأحمر هو مقياس لمدى توسع الكون منذ أن ترك الضوء مصدرًا بعيدًا ولا يمكن تحديده إلا للأجسام الباهتة باستخدام مقياس الطيف على تلسكوب كبير قوي مثل تلسكوبات مرصد كيك التوأم التي يبلغ طولها 10 أمتار ، وهي الأكبر على الأرض.

عالم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ريتشارد إليس مؤلف مشارك في البحث. قال إليس:

الجانب المثير للدهشة في الاكتشاف الحالي هو أننا اكتشفنا خط ليمان ألفا هذا في مجرة ​​باهتة على ما يبدو عند انزياح أحمر يبلغ 8.68 ، وهو ما يقابل وقتًا يجب أن يكون فيه الكون مليئًا بامتصاص سحب الهيدروجين.

بصرف النظر عن تحطيم الرقم القياسي السابق للانزياح الأحمر البالغ 7.73 ، والذي تم الحصول عليه أيضًا في مرصد Keck ، فإن هذا الاكتشاف يخبرنا بشيء جديد حول كيفية تطور الكون في أول بضع مئات من ملايين السنين.

تشير المحاكاة الحاسوبية لإعادة التأين الكوني إلى أن الكون كان معتمًا تمامًا لإشعاع ليمان ألفا في أول 400 مليون سنة من التاريخ الكوني ، وبعد ذلك تدريجيًا ، مع ولادة المجرات الأولى ، حرقت الأشعة فوق البنفسجية المكثفة من نجومها الفتية هذا الهيدروجين الغامض. في فقاعات ذات نصف قطر متزايد والتي ، في النهاية ، تداخلت بحيث أصبحت المساحة الكاملة بين المجرات متأينة - أي تتكون من إلكترونات وبروتونات حرة. في هذه المرحلة ، كان إشعاع ليمان-ألفا مجانيًا للسفر عبر الفضاء دون عوائق.

سيريو بيلي هو طالب دراسات عليا من معهد كاليفورنيا للتقنية والذي ساعد في إجراء الملاحظات الرئيسية. قال بللي:

قد تكون المجرة التي لاحظناها ، EGSY8p7 ، مضيئة بشكل غير عادي (جوهريًا) ، لها خصائص خاصة مكنتها من تكوين فقاعة كبيرة من الهيدروجين المتأين في وقت أبكر بكثير مما هو ممكن بالنسبة للمجرات النموذجية في هذه الأوقات. تم العثور على EGSY8p7 على حد سواء مضيئة وذات انزياح أحمر مرتفع ، وتشير ألوانها التي تم قياسها بواسطة تلسكوبات هابل وسبيتزر الفضائيين إلى أنها قد تكون مدعومة بمجموعة من النجوم الساخنة بشكل غير عادي.

نظرًا لأن اكتشاف مثل هذا المصدر المبكر باستخدام Lyman-alpha القوي أمر غير متوقع إلى حد ما ، فإنه يوفر رؤية جديدة للطريقة التي ساهمت بها المجرات في عملية إعادة التأين. من المتصور أن العملية غير مكتملة مع تطور بعض مناطق الفضاء بشكل أسرع من غيرها ، على سبيل المثال بسبب الاختلافات في كثافة المادة من مكان إلى آخر. بدلاً من ذلك ، قد يكون EGSY8p7 هو المثال الأول للجيل المبكر الذي يحتوي على إشعاع مؤين قوي بشكل غير عادي. قال زيترين:

في بعض النواحي ، فإن فترة إعادة التأين الكوني هي القطعة الأخيرة المفقودة في فهمنا الشامل لتطور الكون. بالإضافة إلى دفع الحدود إلى الوراء إلى وقت كان فيه عمر الكون 600 مليون سنة فقط ، فإن المثير في الاكتشاف الحالي هو أن دراسة المصادر مثل EGSY8p7 ستقدم رؤية جديدة لكيفية حدوث هذه العملية.

هل تستمتع بـ ForVM؟ اشترك في النشرة الإخبارية اليومية المجانية اليوم!

خلاصة القول: قام فريق من علماء الفيزياء الفلكية بقياس أبعد مجرة ​​تم تسجيلها على الإطلاق - وهي مجرة ​​تسمى EGSY8p7 - والتقط انبعاث الهيدروجين كما رأينا عندما كان عمر الكون أقل من 600 مليون سنة.

اقرأ المزيد من مرصد كيك