C1-23152: مجرة ​​قديمة بنت نفسها

متوهجة دائرة غامضة أكثر إشراقًا في المنتصف.

ارتفع C1-23152 إلى كتلة 200 مليار شمس في 500 مليون سنة فقط. في ذروة تكوينها النجمي ، أنتجت C1-23152 ما يقرب من 450 نجمة سنويًا ، أو أكثر من نجمة واحدة في اليوم. على النقيض من ذلك ، تنتج مجرة ​​درب التبانة حوالي نجمتين كل عام. صورة عبرINAF/ HST / ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية.

قال فريق دولي من علماء الفلك في 10 كانون الأول (ديسمبر) 2020 ، إنهم تمكنوا من تجميع النمو والتطور السريع لمجرة كبيرة في بدايات الكون. هذه المجرة ، المعروفة باسم C1-23152 ، كانت موجودة في وقت كان عمر الكون فيه 1.8 مليار سنة فقط (على عكس العمر المقدر الحالي بحوالي 13.8 مليار سنة). حصل الفلكيون على 17 ساعة من الملاحظات - منسقة بواسطةباولو ساراكومن المعهد الوطني للفيزياء الفلكية في إيطاليا - باستخدام جامعة أريزوناتلسكوب ذو عينين كبير. علم هؤلاء الباحثون أن هذه المجرة تشكلت في 500 مليون سنة فقط ، وهو ما قد يبدو وكأنه وقت طويل ، ولكنه وقت قصير جدًا على نطاق كوني ينتج عنه حوالي 200 مليار شمس. للقيام بذلك ، لابد أن المجرة أنتجت ما يصل إلى 450 نجمة في السنة ، أو أكثر من نجم واحد في اليوم.

في المقابل ، يُعتقد أن مجرتنا درب التبانة تنتج نجمًا أو نجمين جديدين كل عام.

تقاويم القمر لعام 2021 موجودة هنا! اطلب ما يناسبك قبل ذهابهم. هدية رائعة!

قال هؤلاء الفلكيون إن الملاحظات الجديدة تظهر أن المجرات الضخمة يمكن أن تتشكل بسرعة وبدون مساعدة من عمليات اندماج المجرات الصغيرة. هذا خروج حاد عن النموذج الشائع حاليًا لتشكيل المجرات ، المسمىنموذج هرمي. يستدعي هذا النموذج تشكيل مجرات أصغر أولاً ثمدمج لاحقًالتشكيل مجرات ضخمة.

C1-23152 لا يتناسب مع النموذج. وهذه الحقيقة جعلت علماء الفلك يعيدون التفكير في نظرياتهم.

هؤلاء الباحثونورقتم نشره فيمراجعة الأقرانمجلة،مجلة الفيزياء الفلكية.



في فترة تشكل النجوم النشطة ، كان C1-23152 ينتج النجوم بمعدل 300 ضعف معدل تكوّن النجوم الحالي لمجرة درب التبانة. الباحثينباولو ساراكوقالت:

قمنا ، لأول مرة ، بقياس عمر النجومالمعادنالمحتوى والسرعة التي تتحرك بها في مجرة ​​ضخمة جدًا ، بعيدة جدًا عنا لدرجة أن ضوءها استغرق ما يقرب من 12 مليار سنة للوصول إلينا. نرى هذه المجرة عندما كان عمر الكون أقل من 13٪ من عمره الحالي.

لذلك ، تخبرنا قياساتنا عن خصائص مجرة ​​ضخمة جدًا عندما كانت صغيرة جدًا ، وتشكلت للتو ، مما يسمح لنا بإعادة بناء عملية تكوينها. وجدنا أن كل نجومه ، حوالي 200 مليار ، تشكلت في حوالي 500 مليون سنة - وقت قصير بشكل لا يصدق يقابل أقل من 4 مائة من عمر الكون - بمعدل أكثر من واحد في اليوم. للمقارنة ، تشكل مجرتنا درب التبانة حوالي نجمتين في السنة.

صورة لرجل مبتسم.

عالم الفلك باولو ساراكو من المعهد الوطني للفيزياء الفلكية في إيطاليا هو المؤلف الرئيسي للبحث عن C1-23152. صورة عبرINAF.

تمثل المجرات الكبيرة مثل C1-23152 ثلث عدد المجرات في الكون الكلي ، لكنها تساهم بأكثر من 70٪ من كتلة نجوم الكون. ثبت أن فهم طبيعة وتشكيل المجرات الضخمة من خلال النمذجة وحدها أمر صعب بالنسبة للباحثين في الماضي لأنه يعتمد على ملاحظات للكون المحلي ولا يمكنه تفسير الظروف الموجودة في الكون المبكر أو الظواهر التطورية التي خضعت لها المجرات المبكرة في جميع أنحاء. حياتهم.

يعتقد العلماء أن دراسة المجرات في الكون المبكر ، في أقرب وقت ممكن من الوقت الذي تشكلت فيه معظم كتلتها ، يمكن أن تفتح ألغاز تاريخها التطوري وتغير النماذج العلمية.أدريانا جارجيلو، وهو أيضًا باحث في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية في إيطاليا ومؤلف مشارك في الدراسة ، قال:

إن فهم ما إذا كان السيناريو الذي يصف تكوين CQ-23152 هو حالة معينة أم أنه ، على العكس من ذلك ، ما يحدث لمعظم المجرات الضخمة في الكون له أهمية أساسية لأن هذا سيتطلب مراجعة عميقة لنماذج تكوين المجرات.

امرأة شابة ذات شعر داكن في النظارات.

عالمة الفلك Adriana Gargiulo ، وهي أيضًا في INAF ، مؤلفة مشاركة في الدراسة. صورة عبرأدريانا جارجيلو.

النجوم تولد نتيجةالغاز بين النجومتحت ضغط شديد. يتطلب التكوين الذاتي للمجرات الضخمة مثل C1-23152 المزيج الصحيح من الظروف وكميات كبيرة من الغاز بين النجوم. يعتقد العلماء أنه إذا لم تكن C1-23152 في الواقع حالة فردية ، فإن الاصطدامات العنيفة للغيوم الغازية في بدايات الكون كان من الممكن أن تنتج الظروف المناسبة لتكوين مجرات ضخمة سريعة ومستقلة. قال ساراكو:

في بدايات الكون ، كان الغاز موجودًا بكميات كبيرة على شكل غيوم. نعتقد أن سحبتين هائلتين أو أكثر من الغاز البدائي ... تصادمت ، مما أدى إلى عمليات تكوُّن نجمي عنيفة وضخمة.

في حين أن الباحثين بدأوا الآن في الكشف عن كيفية تشكل C1-23152 والمجرات الضخمة الأخرى في الكون المبكر خلال تطوراتها المبكرة ، فإن مستقبل هذه المجرات غير مؤكد حتى الآن. قال ساراكو:

لسنا قادرين على وصف بالتفصيل ما 'سيحدث' لهذه المجرة. لكن خصائصه ، التي تشبه إلى حد بعيد خصائص المجرات التي نلاحظها في الكون الحالي ، تشير إلى أنه لن يتغير كثيرًا في مستقبله.

يبدو C1-23152 لعلماء الفلك اليوم بشكل منتظمكرويالمجرة مع أسطوع السطحنموذجية للالمجرات البيضاويةفي الكون المحلي.

إن ESO 325-G004 عملاقهامدمجرة بيضاوية تقع على بعد 450 مليون سنة ضوئية من الأرض في مركز مجموعة مجرات Abell S0740. تعتمد نماذج تشكيل المجرات الحالية على تلك المجرات التي تقع في نطاق 10 ملايين سنة ضوئية فقط من الأرض في العالمالكون المحلي، وحتى وقت قريب كان يعتقد أن المجرات الضخمة يجب أن تتشكل من خلال اندماج المجرات الأصغر. لكن العلماء اكتشفوا أن العديد من المجرات الضخمة قد تتشكل بسرعة من تلقاء نفسها. إذا ثبتت النظرية الجديدة في الكون ، فستغير الطريقة التي يدرس بها العلماء ونمذجة تشكيل المجرات في كل من الكون المحلي والكون المبكر. الصورة عبر NASA / E SA /فريق هابل التراثي (STScI / AURA)/ ج. بلاكسلي / جامعة ولاية واشنطن.

خلاصة القول: تشكلت مجرة ​​ضخمة لوحظت في الكون المبكر بسرعة ومن تلقاء نفسها ، متحدية النموذج المقبول بأن المجرات الضخمة تتشكل دائمًا من خلال عمليات اندماج المجرات الصغيرة.

المصدر: التراكم السريع لمجرات ضخمة من النوع المبكر

عبر تلسكوب ذو عينين كبير